Основная тайна квантовой физики становится всё более загадочной для учёных с проведением новых экспериментальных тестов. Одна загадка появилась во время повторения опыта Янга, который проводился в 19 веке. В нем свет проходил сквозь две узкие щели. Эти опыты квантовой физики разрушили древнее представление Демокрита, который рассматривал мельчайшие частицы материи как независимые, разрозненные строительные блоки материального мира.
В этом знаменитом опыте, который повторялся множество раз, протоны направляли к преграде с двумя узкими щелями. На другой стороне преграды находилась плёнка, фиксирующая прибытие частиц на фосфорный экран, на котором можно было ясно видеть, когда частица о него ударялась после прохождения через одну из щелей.
Когда протоны из источника направлялись на щели, на экране появлялась чёткая картина интерференции волн, потому что протоны, как и свет, имеют волновую природу. Однако существует возможность стрелять одиночными протонами, словно маленькими энергетическими пулями. Когда в один момент времени выпускается один протон, логично предположить, что он пройдет только через одну щель, оставляя след в виде полоски позади отверстия. Нелогично ожидать любого рода интерференцию, потому что нет никакого другого протона, с которым её можно было бы осуществить. Однако результаты опыта одинаковы, независимо от того, выпускаем ли мы одновременно более одного протона или только один; на экране фиксируется та же картина волновой интерференции. Следы света, оставленные протоном, продолжают давать интерференционную картину, как если бы каждый отдельно взятый протон одновременно проходил через обе щели, создавая интерференцию с самим собой. Он находится в двух местах одновременно!
Классическая физика сказала бы, что это невозможно — протон не может проходить через две щели одновременно. Но это так! Квантовая физика объясняет это следующим образом: если протону предоставлена возможность выбрать, через какую щель пройти, он пройдёт через обе щели одновременно и создаст на экране интерференцию с самим собой. Тот же самый опыт повторялся множество раз с другими элементарными частицами и результат был тот же. Недавно скончавшийся Ричард Фейнман, один из самых широко-известных современных физиков, описал события этого эксперимента как «главную загадку квантовой теории», а затем поправился, сказав, что это — «единственная загадка». Если вы её поймёте, вы также поймёте квантовую физику. Однако, как сказал Фейнман, «никто не понимает квантовую физику».
