Bron: New Scientist | Methode: Herschreven
Origineel: “Physicists used 'dark photons' in an effort to rewrite physics in 2025”
A new theory of "dark photons" attempted to explain a centuries-old experiment in a new way this year, in an effort to change our understanding of the nature of light
Een fundamenteel principe van de quantumfysica staat onder druk na baanbrekend onderzoek dat in 2025 werd gepubliceerd. Een internationaal team van onderzoekers heeft een radicale nieuwe interpretatie voorgesteld voor een van de meest iconische experimenten uit de natuurkunde: het dubbelspleet-experiment.
**Revolutionaire herinterpretatie van klassiek experiment**
Het dubbelspleet-experiment, voor het eerst uitgevoerd in 1801 door de Britse fysicus Thomas Young, geldt al meer dan twee eeuwen als een hoeksteen van ons begrip van licht. Young gebruikte dit experiment destijds om definitief aan te tonen dat licht zich gedraagt als een golf.
Dit jaar hebben fysici echter een geheel nieuwe verklaring naar voren gebracht voor de resultaten van dit klassieke experiment. Centraal in hun revolutionaire benadering staan zogenaamde ‘donkere fotonen’ – een concept dat mogelijk de manier waarop we naar licht en quantumdeeltjes kijken fundamenteel kan veranderen.
**De basis van quantumfysica ter discussie**
Het onderzoek raakt aan de kern van wat we weten over de quantumwereld. In de klassieke natuurkunde bestaat er een duidelijke scheiding: iets is ofwel een deeltje, ofwel een golf. Deze twee eigenschappen worden als volledig incompatibel beschouwd. Een voorwerp kan niet tegelijkertijd beide karakteristieken vertonen.
De quantumfysica heeft dit onderscheid echter volledig op zijn kop gezet. In de quantumwereld zijn deeltjes en golven niet langer wederzijds uitsluitend. Sterker nog, alle quantumobjecten vertonen wat wetenschappers de ‘golf-deeltje dualiteit’ noemen – een eigenschap waarbij hetzelfde object zich onder verschillende omstandigheden zowel als een golf als een deeltje kan gedragen.
**Meer dan twee eeuwen wetenschappelijke ontwikkeling**
Het dubbelspleet-experiment heeft sinds 1801 een centrale rol gespeeld in de ontwikkeling van ons begrip van licht en materie. Young’s oorspronkelijke experiment toonde aan dat wanneer licht door twee nauw bij elkaar gelegen spleten wordt gestuurd, er een interferentiepatroon ontstaat – een duidelijk bewijs dat licht golfachtige eigenschappen heeft.
Deze ontdekking was destijds revolutionair en vormde de basis voor veel van wat we vandaag de dag weten over elektromagnetische straling. Het experiment is sindsdien talloze keren herhaald en verfijnd, en heeft geleid tot fundamentele inzichten in de quantumfysica.
**Implicaties voor de moderne natuurkunde**
De nieuwe interpretatie met donkere fotonen stelt niet alleen individuele aspecten van de quantumtheorie ter discussie, maar raakt aan een kernprincipe van de moderne natuurkunde. Als deze nieuwe verklaring standhoudt, zou dit betekenen dat wetenschappers hun fundamentele begrip van hoe licht en andere quantumobjecten zich gedragen, moeten herzien.
Het concept van golf-deeltje dualiteit is niet beperkt tot licht alleen. Deze eigenschap wordt beschouwd als een universele karakteristiek van alle quantumobjecten, van fotonen tot elektronen en zelfs grotere moleculen. Een succesvolle uitdaging van dit principe zou daarom verstrekkende gevolgen kunnen hebben voor ons begrip van de quantumwereld als geheel.
**Wetenschappelijke controverse en debat**
Het voorstellen van een alternatieve verklaring voor zo’n gevestigd experiment is ongetwijfeld controversieel binnen de wetenschappelijke gemeenschap. Het dubbelspleet-experiment is immers niet zomaar een historische curiositeit, maar vormt de basis voor veel van de moderne quantumtechnologie.
De onderzoekers hebben hun nieuwe interpretatie gebaseerd op het concept van donkere fotonen – deeltjes die een andere verklaring zouden kunnen bieden voor de waargenomen fenomenen zonder de traditionele golf-deeltje dualiteit te hoeven invoeren.
**Vooruitblik op wetenschappelijke ontwikkelingen**
Deze ontwikkeling markeert mogelijk het begin van een nieuwe fase in de quantumfysica. Als de nieuwe interpretatie met donkere fotonen verder wordt uitgewerkt en gevalideerd, zou dit kunnen leiden tot fundamentele veranderingen in hoe fysici denken over licht, materie en de quantumwereld.
Het zal echter nog tijd kosten voordat de wetenschappelijke gemeenschap een definitief oordeel kan vellen over deze nieuwe benadering. Verdere experimenten en theoretische uitwerkingen zullen nodig zijn om te bepalen of deze revolutionaire interpretatie daadwerkelijk een beter begrip van de quantumwereld kan bieden dan de huidige gevestigde theorieën.