El experimento de la doble rendija, originalmente propuesto (aunque posiblemente no se realizó realmente) por Thomas Young en 1801 utilizando luz visible, se ha vuelto a representar utilizando una amplia variedad de partículas, y representa la demostración clásica de que la luz y la materia pueden mostrar tanto ondas como ondas. naturaleza de partícula Además, demuestra de manera muy explícita la naturaleza fundamentalmente probabilística de los fenómenos de la mecánica cuántica.
Considere, por ejemplo, la siguiente demostración del experimento de doble rendija utilizando partículas individuales (en este caso, electrones). El flujo de electrones se establece tan bajo que las partículas individuales aparecen en la pantalla. Aunque cada punto representa la detección de un electrón claramente particulado, el resultado acumulativo de muchos miles de tales detecciones es un patrón de interferencia. Esta es una demostración notable de la dualidad onda-partícula.
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Fuente: experimento de doble rendija – Wikipedia
El experimento de doble rendija se realizó con fotones, electrones, átomos e incluso algunas moléculas grandes. Lo siguiente ilustra un experimento de doble rendija realizado con moléculas gigantes que contienen más de 800 átomos (5000 protones, 5000 neutrones y 5000 electrones).
Fuente: Physicsists Smash Record para Wave-Particle Duality – The Physics arXiv Blog – Medium
El gran problema era cómo crear un haz coherente de moléculas grandes.
Eibenberger y col. primero calentó una muestra de moléculas y permitió que la gravedad clasificara las moléculas que no coinciden con una velocidad específica, las demasiado rápidas y las demasiado lentas bloqueadas por dos rendijas, [matemáticas] D_1 [/ matemáticas] y [matemáticas] D_2 [/ matemáticas].
La mayoría de las moléculas grandes con 800 átomos son sólidos, y calentarlas a la fase gaseosa destruiría las moléculas. Eibenberger y col. creó moléculas similares a árboles que tienen un núcleo de porfirina con cadenas de perfluoroalquilo añadidas, con la fórmula nominal [matemática] C_ {284} H_ {190} F_ {320} N_4 S_ {12} [/ matemática]. Este compuesto altamente fluorado es volátil y relativamente estable cuando se calienta.
Al pasar estas moléculas a través de una serie de rendijas se reveló un patrón de interferencia en el analizador de masas cuadrupolo (QMS).
La longitud de onda medida del haz de partículas fue de aproximadamente 500 femtómetros, de acuerdo con la predicción de la ecuación de De Broglie. Curiosamente, 500 femtómetros es solo aproximadamente 1 / 10,000 siempre que el diámetro de una de las moléculas que difractan.
Lectura adicional: interferencia de ondas de materia con partículas seleccionadas de una biblioteca molecular con masas superiores a 10000 amu
