ניסוי שני הסדקים: הלב של כל העניין

ריצ'רד פיינמן, אחד הפיזיקאים הגדולים של המאה, אמר על הניסוי הזה שהוא מכיל בתוכו את כל המסתורין של תורת הקוונטים, ושכל שאר הפרדוקסים הם רק וריאציות עליו. אם תבזבזי את מרב תשומת הלב שלך על פרק אחד — שיהיה זה.

המערך: לוקחים מקור שיורה חלקיקים אחד־אחד — נניח אלקטרונים. לפניו שמים מחיצה עם שני חריצים צרים. מאחורי המחיצה יש מסך שרושם נקודה בכל מקום שנפגע בו חלקיק. עכשיו יורים, וסופרים.

מה שהיינו מצפים: אם אלקטרונים הם כדורים זעירים, כל אחד עובר או דרך הסדק הימני או דרך השמאלי. אחרי מיליון יריות אמורים לקבל על המסך שני פסים — צל של שני החריצים. בדיוק כמו לירות כדורי צבע דרך שני חלונות.

מה שקורה באמת: הנקודות הראשונות נוחתות בפיזור אקראי לגמרי. אין בהן שום תבנית. אבל כשממשיכים לירות, ומצטברות מאות ואלפי נקודות, מתגלה מתוכן דפוס: פסים. הרבה פסים לסירוגין, בהירים וכהים — בדיוק דפוס ההתאבכות של גל.

עצרי רגע להרגיש כמה זה מוזר. האלקטרונים נורים אחד־אחד, בהפרש של שניות. בכל רגע נתון יש רק אלקטרון אחד בכל המערכת. אין לו במי להתאבך. ובכל זאת המקום שבו כל אלקטרון נוחת מושפע מכך ששני הסדקים פתוחים — כי אם סוגרים אחד מהם, הפסים נעלמים ומקבלים כתם אחד פשוט.

המסקנה בלתי נמנעת ומטלטלת: כל אלקטרון בודד עובר, במובן מסוים, דרך שני הסדקים, ומתאבך עם עצמו.

כל נקודה היא אלקטרון בודד שנקלט. למעלה: איש אינו בודק דרך איזה סדק עבר כל אלקטרון, ומתקבל דפוס פסים. למטה: גלאי מזהה את הסדק — והדפוס מתמוטט לשני פסים פשוטים. בגרסת האינטרנט של המדריך אפשר להפעיל את הסימולציה הזאת ולראות את הנקודות מצטברות אחת־אחת.

ואז מנסים להציץ: בשלב הזה כל אדם שפוי שואל את השאלה המתבקשת: בסדר, בואו נשים גלאי ליד כל סדק ופשוט נראה דרך איזה מהם האלקטרון עובר.

עושים את זה. הגלאי עובד. הוא מדווח, בכל פעם, על סדק אחד ויחיד — אף פעם לא על חצי אלקטרון בכל צד. אבל ברגע שהוא מופעל, דפוס הפסים נעלם מהמסך. במקומו

מופיעים בדיוק שני הפסים ההגיוניים שציפינו להם מלכתחילה.: מכבים את הגלאי — הפסים חוזרים. מדליקים — נעלמים. שוב ושוב, אמין לחלוטין.

וזה הגרעין הקשה: לשאלה "דרך איזה סדק עבר האלקטרון" יש תשובה רק אם מישהו בדק. אם לא בדקו, לשאלה אין תשובה — לא כי היא נסתרת מאיתנו, אלא כי היא לא מוגדרת. וזה גם לא עניין של "הגלאי דחף את האלקטרון": הודגמו גרסאות עדינות של הניסוי, שבהן מספיק שהמידע על הנתיב יהיה זמין בעולם, גם בלי שאיש קרא אותו, כדי שההתאבכות תיעלם.

טעות נפוצה: "אז התודעה האנושית יוצרת את המציאות!" זו כנראה הטעות הנפוצה ביותר בכל הנושא". מדידה" בפיזיקה קוונטית פירושה אינטראקציה פיזיקלית שקושרת את מצב החלקיק לסביבה גדולה — מכשיר, מולקולת אוויר, פוטון תועה. גלאי במעבדה נטושה עושה את זה מצוין, וגם מולקולת גז. אין שום צורך בתודעה, ואין ראיה שלתודעה יש כאן תפקיד מיוחד. השאלה נבדקה; התשובה שלילית.

הניסוי הזה לא נשאר תיאורטי. ב־1989 הראה צוות יפני בהובלת אקירה טונומורה את ההצטברות הזאת ממש — פריים אחר פריים, אלקטרון אחר אלקטרון, עד שדפוס הפסים עולה מהרעש. הסרטון הזה נבחר פעם על ידי קוראי כתב עת פיזיקלי כ"ניסוי היפה ביותר בפיזיקה". מאז חזרו על אותו דבר עם אטומים, ואף עם מולקולות גדולות המכילות מאות אטומים.