A experiência de dupla abertura é uma investigação do século XIX sobre as propriedades da luz que desde então tem demonstrado tanto a dualidade dos fotões como os conceitos de sobreposição e interferência quântica.
Debate sobre se a luz é constituída por partículas ou ondas datam de há mais de trezentos anos. No século XVII, Isaac Newton proclamou que a luz consistia de um fluxo de partículas. No início do século XIX, Thomas Young concebeu a experiência da dupla ranhura para provar que ela consistia em ondas. Embora as implicações do experimento de Young sejam difíceis de aceitar, elas são ilustrativas da teoria quântica. O notável físico Richard Feynman afirmou que o essencial da mecânica quântica poderia ser compreendido a partir de uma exploração dos resultados do experimento.
No experimento de dupla ranhura, um feixe de luz é apontado para uma barreira com duas fendas verticais. Após a luz passar através das fendas, o padrão resultante é registrado em uma placa fotográfica. Quando uma fenda é coberta, uma única linha de luz é exibida, alinhada com a fenda que estiver aberta.
Intuitivamente, pode-se levantar a hipótese de que se ambas as fendas estivessem abertas, o padrão resultante seria exibido como duas linhas de luz, alinhadas com as fendas. O que ocorre na prática, no entanto, é que a luz passando através das fendas e exibida na placa fotográfica é totalmente separada em múltiplas linhas de leveza e escuridão em vários graus. O resultado ilustra que está ocorrendo interferência entre as ondas e partículas que atravessam as fendas no que um leigo poderia esperar ser duas trajetórias não transversais.
Se o feixe de fótons é retardado o suficiente para garantir que os fótons individuais estão atingindo a placa, pode-se esperar que não haja interferência e um padrão de luz seria duas linhas de luz, alinhadas com as fendas. Os resultados da experiência, no entanto, indicam a presença de interferência. De alguma forma, as partículas individuais estão interferindo nelas mesmas. Na face das coisas, isso pode parecer impossível: esperamos que um único fóton passe por uma ou outra fenda e acabe em uma das duas possíveis áreas de linhas de luz.
Essa expectativa, no entanto, é invalidada pelos resultados do experimento de dupla fenda. O que realmente ocorre é que cada fotão não só atravessa ambas as fendas, mas também atravessa simultaneamente todas as trajectórias possíveis no caminho para o alvo. Pesquisas sobre este fenómeno demonstraram que outras partículas elementares, tais como electrões, apresentam o mesmo comportamento.