ساز کوانتومی و رقص الکترونها

حالا دیگر اندازه گیری دقیق ویژگیهای کوانتومی الکترونها با تداخل سنج الکترونی کوچکی که با باتری کار می‌کند امکان پذیر شده است؛ این تداخل سنج را یک محقق آلمانی ساخت. از این وسیله می‌توان برای آزمودن نظریه نسبیت عام استفاده کرد. علاوه بر این، این وسیله ممکن است منجر به ساخت حسگرهای خیلی حساسی شود که می‌توانند چرخشهای بسیار کند را اندازه بگیرند.
تداخل سنج وسیله‌ای است که اساس آن تداخل امواج است: وقتی که دو موج با هم ترکیب می‌شوند اگر برآمدگیهایشان بر هم منطبق باشد به طور سازنده با هم تداخل می‌کنند و حاصل آنها موجی با برآمدگی بزرگتر است. ولی اگر برآمدگی یکی بر فرو رفتگی دیگری منطبق شود تداخلشان ویرانگر است و یک دیگر را خنثی می‌کنند.
نور، موج است؛ بنا بر این هر جا که برآمدگیها یک دیگر را تقویت کنند یا از میان ببرند نقش تداخل یا فریزهای تاریک و روشن پدیدار می‌شود. اما الکترونها هم که معمولاً ذره به حساب می‌آیند می‌توانند اثرهای تداخلی از خود بروز دهند و رفتاری موج گونه داشته باشند. از این اثر در تداخل سنج الکترونی استفاده می‌شود.
در تداخل سنج الکترونی که در سال 1954 میلادی توسط گوت فرید مولن اشتت و دیگران در دانشگاه توبینگن آلمان ساخته شد باریکه الکترونی .را به کمک سیم قائم بار داری دو پاره می‌کنند. بنا بر نظریه کوانتومی، هر الکترون دو پاره می‌شود و هر بخش از یک طرف سیم می‌گذرد. بعداً این پاره‌ها با هم ترکیب می‌شوند و فریزهای تداخلی بسیار ریز ده هزار فریز در هر میلیمتر تشکیل می‌شود. این فریزها را می‌توان با میکروسکوپ مشاهده کرد.
بین سالهای هفتاد و پنج تا هشتاد و یک قرن گذشته میلادی فرانتز هابل باخ در دانشگاه توبینگن توانست تداخل سنج الکترونی جمع و جوری بسازد. او و هم کارانش سپس قطعه‌ای به این تداخل سنج اضافه کردند که صافی وین نامیده می‌شود. این قطعه متشکل است از دو تیغه بار دار الکتریکی در یک میدان مغناطیسی. این تیغه‌ها طوری قرار گرفته‌اند که میدانهای الکتریکی و مغناطیسی بر هم عمود هستند و با راستای حرکت ذرات از صافی زاویه قائمه می‌سازند. در بیشتر موارد استعمال این تداخل سنج، صافی نقش تنظیم کننده سرعت را دارد؛ میدانهای الکتریکی و مغناطیسی به نحوی تنظیم می‌شوند که همه ذرات بار داری که از قطعه می‌گذرند منحرف می‌شوند مگر آنهایی که سرعتشان از قبل تعیین شده است.
هاسل باخ و همکارانش کاربرد جدیدی برای صافی وین پیدا کردند. آنها ابتدا یک باریکه الکترونی را به دو پاره شکافتند و سپس دو پاره را از صافی وین عبور دادند و وضعیت دستگاه را به نحوی اختیار کردند که یک پاره‌ی باریکه الکترونی به تیغه مثبت نزدیکتر باشد. این کار موجب می‌شود که این پاره سریعتر از پاره دیگر از صافی عبور کند، به عبارت دیگر عملاً یک قسمت هر موج الکترونی بیش از قسمت دیگر به جلو برود. هاسل باخ این جا به جایی را مستقیماً در نقش تداخلی که از باز ترکیب دو پاره تشکیل می‌شود مشاهده کرد.
هاسل باخ میدان الکتریکی را تغییر داد و نشان داد که چگونه دو قسمت موج الکترون نسبت به یک دیگر به جلو یا عقب جا به جا می‌شوند. وقتی که تأخیر فاز بین دو قسمت زیاد شود فریزهای تداخلی از بین می‌روند.
نمایش دادن چنین کنترلی بر جنبه‌های کوانتومی الکترونها به خودی خود جالب توجه است. اما گروه محققان آلمانی موضوع را با چرخاندن کل تداخل سنج جالبتر کردند. وقتی تداخل سنج با سرعت یک دور در یک ثانیه می‌چرخید جا به جایی ناشی از چرخش در فریزهای تداخلی مشاهده شد.
این همان اثر نسبیتی‌ای است که اثر سانیاک نامیده می‌شود و اساس کار ژیروسکوپهای هواپیما است. در این ژیروسکوپها از اشعه لیزر استفاده می‌شود. اشعه دو قسمت می‌شود و هر قسمت قبل از باز ترکیب مسیر متفاوتی را طی می‌کند؛ وقتی که صفحه شامل باریکه نور بچرخد اثر سانیاک موجب جا به جایی در نقش تداخلی می‌شود.