El experimento de la doble rendija es una investigación del siglo XIX sobre las propiedades de la luz que, desde entonces, demostró tanto la dualidad de los fotones como los conceptos de superposición e interferencia cuántica.
El debate sobre si la luz está formada por partículas u ondas se remonta a más de trescientos años. En el siglo XVII, Isaac Newton proclamó que la luz consistía en una corriente de partículas. A principios del siglo XIX, Thomas Young ideó el experimento de la doble rendija para demostrar que consistía en ondas. Si bien las implicaciones del experimento de Young son difíciles de aceptar, son ilustrativas de la teoría cuántica. El célebre físico Richard Feynman afirmó que los fundamentos de la mecánica cuántica podrían captarse a partir de una exploración de los resultados del experimento.
En el experimento de la doble rendija, un haz de luz apunta a una barrera con dos rendijas verticales. Después de que la luz pasa a través de las rendijas, el patrón resultante se registra en una placa fotográfica. Cuando se cubre una rendija, se muestra una sola línea de luz, alineada con la rendija que esté abierta.
Intuitivamente, uno podría plantear la hipótesis de que si ambas ranuras estuvieran abiertas, el patrón resultante se mostraría como dos líneas de luz, alineadas con las ranuras. Sin embargo, lo que ocurre en la práctica es que la luz que pasa a través de las rendijas y se muestra en la placa fotográfica se separa por completo en múltiples líneas de claridad y oscuridad en diversos grados. El resultado ilustra que se está produciendo una interferencia entre las ondas y las partículas que atraviesan las rendijas en lo que un lego esperaría que fueran dos trayectorias que no se cruzan.
Si el haz de fotones se ralentiza lo suficiente como para garantizar que los fotones individuales golpeen la placa, se podría esperar que no haya interferencia y un patrón de luz sería de dos líneas de luz, alineadas con las rendijas. Los resultados del experimento, sin embargo, indican la presencia de interferencia. De alguna manera, las partículas individuales están interfiriendo con ellas mismas. A primera vista, esto podría parecer imposible: esperamos que un solo fotón pase por una rendija u otra y termine en una de las dos posibles áreas de línea de luz.
Sin embargo, esa expectativa queda invalidada por los resultados del experimento de doble rendija. Lo que realmente ocurre es que cada fotón no solo atraviesa ambas rendijas, sino que también atraviesa simultáneamente todas las trayectorias posibles en el camino hacia el objetivo. La investigación de este fenómeno ha demostrado que otras partículas elementales, como los electrones, presentan el mismo comportamiento.