השאלה המקורית:
שני גלים אלקטרו-מגנטים הנוצרים ממקור לייזר והם קוהרנטיים וזהים לחלוטין במופע (לכל אורך הניסוי), מופרדים .לאחד הגלים גורמים להיות בהפרש של חצי אורך גל מהשני, והם משולבים יחדיו מחדש לאותו מופע לאורך המסלול, לאחר שילובם מחדש אמפליטודה אחת מבטלת את השנייה והתוצאה היא אפס או חוסר אור. השאלה היא: האם לאורך המסלול החדש והמשותף, כל גל ממשיך להתקיים במרחב ואנו רואים רק את התוצאה של שניהם, קרי –אפס. או שהם מבטלים האחד את השני מיד עם פגישתם (אינהלציה) ואינם ממשיכים להתקדם ולהתקיים במרחב?


תמונה באדיבות ויקיפדיה

באמצעות שימוש במפצל קרניים (beam splitter) של 50% (לוחית דקה המעבירה 50% מהגלים הפוגעים ומחזירה 50% מהם), ניתן לחבר שתי קרני לייזר אם מכוונים אותן נכון.
לצורך הפשטות נניח שהחיבור מתנהל בזווית של 90 מעלות. 50%
מכל קרן תוחזר ו-50% תעבור דרך האלמנט כאשר היא תפגע באלמנט.
אם שתי הקרניים תפגענה באותה נקודה, אזי בהמשך ישיר של כל קרן מעברו השני של האלמנט יתקבלו גלים משני מקורות – חצי מהקרן המקורית הממשיכה וחצי מהקרן השנייה שהוחזרה.
כאשר יש הפרש פאזה מוגדר בין הקרניים, עבור קרן אחת, החצי שעבר יתאבך התאבכות בונה עם החצי שהוחזר מהקרן השנייה. החצי הנותר, המוחזר, יתאבך התאבכות הורסת עם החצי של הקרן השנייה שעבר.
בכיוון בו נקבל התאבכות הורסת, התוצאה תהא חוסר אור. משיקולי שימור האנרגיה, כיוון שכל האנרגיה תימצא בקרן שעברה התאבכות בונה, אזי אפשר להסיק כי אכן יבטלו זה את זה.


תמונה באדיבות ויקיפדיה

כהערה, כיוון שתמיד ניתן לייצג אפס כסכום, וזו אכן דרך מקובלת לפיתרון בעיות מסוימות בפיסיקה ומתמטיקה, אזי ניתן לטעון כי בכל מקום במרחב ייתכן וישנם גלים המבטלים זה את זה (או צמד של חלקיק ואנטי חלקיק, מה שקרוי חלקיקים וירטואליים), אבל אז הרי אין המקום הזה חייב להיות בהמשכן של הקרניים שדנו בהן, ולכן זהו כבר דיון אחר.

מאת: ד"ר לירן שמשי
המחלקה לפיזיקה של מערכות מורכבות
מכון ויצמן למדע  

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.