アフシャール体験について詳しく解説

導入

アフシャール実験は、ニールス・ボーアの相補性原理を無効にすることを可能にする量子力学実験です。つまり、光の粒子と波動の側面を同時に観察することを可能にします。

この実験は、イラン系アメリカ人の物理学者シャハリアル・アフシャールによって開発されました。 2001 年に初めて作成され、可能な限り完璧なデモンストレーションを提供するために何度か改訂されました。すべてにもかかわらず、現在（2007 年）、その解釈に関して多くの論争が巻き起こっています。この現象の別の解釈だけでなく、数多くの批評がウェブサイト、物理学会議、学術会議、 arXiv科学アーカイブで定期的に発表されています。

事前のリマインダー

図 1:干渉図

相補性の原理では、2 つの量子量を同時に測定することはできないと述べています。これは、たとえば、光の 2 つの可能な表現、波と粒子を同時に観察したい場合に当てはまります。したがって、光子の波動と粒子の性質を同時に観察し測定することはできません。

図2：少しずつ形成される干渉形状

光の波の性質を証明する最も簡単な方法はヤングスリット実験です。生成される干渉縞は波の存在を証明します (図 1)。最も驚くべきことは、一度に 1 つの光子を放出できる光源を使用すると、干渉像は目に見えるままになり (図 2)、干渉像は光点の霧で構成され、その密度は光子の強度に応じて変化します。干渉縞。

次に、光子がデバイスの 2 つの穴のどちらを通過したのかを知るという疑問が生じます。標準的な解釈では、光子は両方の穴を同時に通過し、最終的に光子自身と干渉したと想定されます。光子がどの穴を通過したかを知ろうとする試み（これにより、光の粒子の性質を示すことができます）は、干渉パターンの消失につながります。

したがって、アフシャールの実験の目標は、干渉縞 (波の性質) を乱さずに、光子がたどる経路 (粒子の性質) を知ることです。