Nieuwe Kwantuminterpretatie Verklaart Dubbele-Spleetexperiment Zonder Lichtgolfpostulaat

Een theoretische ontwikkeling in 2025 presenteert een herinterpretatie van het dubbele-spleetexperiment, waarbij de noodzaak om de golfnatuur van licht te postuleren vervalt. Het onderzoek, gepubliceerd in april 2025 in het tijdschrift Physical Review Letters, stelt dat het waargenomen interferentiepatroon uitsluitend verklaarbaar is door fotonen in afzonderlijke kwantumtoestanden te beschouwen. Dit werk is afkomstig van Celso J. Villas-Boas en zijn onderzoeksteam van de Federale Universiteit van São Carlos in Brazilië.

De analyse van Villas-Boas en collega's centreert zich op het concept van 'donkere toestanden' en 'heldere toestanden' van fotonen. Volgens deze theorie verklaren de 'donkere toestanden' de donkere franjes op het scherm doordat deze fotonen niet interageren met de detector, terwijl de 'heldere toestanden' de lichte franjes veroorzaken. Dit impliceert dat de donkere regio's van het patroon nog steeds fotonen bevatten, in tegenstelling tot de klassieke interpretatie van destructieve interferentie waarbij het elektrische veld nul is.

De onderzoekers, waaronder Gerhard Rempe van het Max-Planck-Institut für Quantenoptik en Carlos E. Máximo van ETH Zürich, beweren dat interferentie voortkomt uit verstrengelde superposities van multi-modus foton-getaltoestanden. Dit biedt een puur kwantummechanische verklaring voor het interferentiegedrag, gebaseerd op de deeltjesaard van fotonen en hun specifieke kwantumtoestanden, in plaats van de klassieke golfsuperpositie van elkaar opheffende velden. De bevindingen suggereren een mogelijke verschuiving in het begrip van de kwantumoptica, waarbij de klassieke golftheorie een limietgeval is van een diepere, op deeltjes gebaseerde beschrijving.

Dit onderzoek werpt fundamentele vragen op over de golf-deeltje dualiteit, een concept dat sinds de experimenten van Thomas Young in 1801 centraal staat in de natuurkunde. De nieuwe interpretatie biedt een alternatieve, op deeltjes gebaseerde, verklaring voor destructieve interferentie, en de onderzoekers beweren dat hun model het interferentiepatroon volledig kan reproduceren door alleen deeltjesbeschrijving en het superpositieprincipe voor lineaire systemen te gebruiken. De wetenschappelijke gemeenschap ziet in dit werk een poging om de complexiteit van het 'welk-pad'-probleem te vereenvoudigen, hoewel kritische analyses wijzen op mogelijke detecteerbaarheid van de 'donkere toestanden' in alternatieve opstellingen.