Expérience de la double fente

L'expérience de la double fente est une étude du dix-neuvième siècle sur les propriétés de la lumière qui, depuis, a démontré la dualité des photons et les concepts de superposition et d'interférence quantique. Le débat sur la nature de la lumière en tant que particule ou onde remonte à plus de trois siècles. Au XVIIe siècle, Isaac Newton a proclamé que la lumière était constituée d'un flux de particules. Au début du XIXe siècle, Thomas Young a conçu l'expérience de la double fente pour prouver que la lumière était constituée d'ondes. Bien que les expériences de Young ne soient pas faciles à comprendre, elles constituent un bon exemple de la théorie quantique. Le célèbre physicien Richard Feynman a affirmé que les éléments essentiels de la mécanique quantique pouvaient être saisis à partir d'une exploration des résultats de l'expérience. Dans l'expérience des doubles fentes, un faisceau de lumière est dirigé vers une barrière comportant deux fentes verticales. Le motif créé par la lumière passant par les fentes est ensuite enregistré sur une plaque photographique. Une seule ligne de lumière s'affiche pour chaque fente fermée. On pourrait penser que le motif pourrait être affiché sous forme de deux lignes de lumière si les fentes sont ouvertes. Dans la pratique, cependant, la lumière qui passe par les fentes et qui est affichée sur la plaque photographique est entièrement séparée en plusieurs lignes de lumière et d'obscurité à des degrés divers. Cela montre qu'il y a interférence entre les ondes et les particules qui passent par les fentes. C'est ce que les profanes pourraient considérer comme deux chemins qui ne se croisent pas. Si le faisceau de photons est suffisamment ralenti pour que les photons individuels frappent la plaque, on pourrait s'attendre à ce qu'il n'y ait pas d'interférence et que le schéma lumineux soit constitué de deux lignes de lumière, alignées avec les fentes. Cependant, les résultats de l'expérience montrent qu'il y a interférence. Ces interférences sont causées par des particules individuelles qui interfèrent entre elles. Cela peut sembler absurde. Nous nous attendons à ce qu'un photon passe par chaque fente et aboutisse à l'une des deux lignes lumineuses. Cependant, l'expérience des doubles fentes a montré que cette attente est fausse. La réalité est que chaque photon emprunte tous les chemins possibles pour atteindre la cible, et pas seulement par chaque fente. Ce phénomène est également observé dans d'autres particules élémentaires telles que les électrons.