Στη σύγχρονη φυσική, το πείραμα της διπλής σχισμής είναι μια απόδειξη ότι το φως και η ύλη μπορούν να εμφανίσουν χαρακτηριστικά τόσο κλασικά καθορισμένων κυμάτων όσο και σωματιδίων. Επιπλέον, εμφανίζει τη θεμελιωδώς πιθανολογική φύση των κβαντομηχανικών φαινομένων. Αυτό το είδος πειράματος εκτελέστηκε για πρώτη φορά από τον Thomas Young το 1802, ως επίδειξη της κυματικής συμπεριφοράς του ορατού φωτός. Εκείνη την εποχή πίστευαν ότι το φως αποτελείται είτε από κύματα είτε από σωματίδια. Με την έναρξη της σύγχρονης φυσικής, περίπου εκατό χρόνια αργότερα, έγινε αντιληπτό ότι το φως μπορούσε στην πραγματικότητα να δείξει συμπεριφορά χαρακτηριστική τόσο των κυμάτων όσο και των σωματιδίων.
Στη βασική εκδοχή αυτού του πειράματος, μια συνεκτική πηγή φωτός, όπως μια δέσμη λέιζερ, φωτίζει μια πλάκα που τρυπιέται από δύο παράλληλες σχισμές και το φως που διέρχεται από τις σχισμές παρατηρείται σε μια οθόνη πίσω από την πλάκα.Η κυματική φύση του φωτός προκαλεί παρεμβολή των φωτεινών κυμάτων που περνούν από τις δύο σχισμές, παράγοντας φωτεινές και σκοτεινές ζώνες στην οθόνη – ένα αποτέλεσμα που δεν θα ήταν αναμενόμενο αν το φως αποτελούνταν από κλασικά σωματίδια. Ωστόσο, το φως βρίσκεται πάντα ότι απορροφάται στην οθόνη σε διακριτά σημεία, ως μεμονωμένα σωματίδια (όχι κύματα). το μοτίβο παρεμβολής εμφανίζεται μέσω της μεταβαλλόμενης πυκνότητας αυτών των χτυπημάτων σωματιδίων στην οθόνη. Επιπλέον, οι εκδόσεις του πειράματος που περιλαμβάνουν ανιχνευτές στις σχισμές βρίσκουν ότι κάθε φωτόνιο που ανιχνεύεται διέρχεται από μια σχισμή (όπως ένα κλασικό σωματίδιο) και όχι και από τις δύο σχισμές (όπως ένα κύμα). Ωστόσο, τέτοια πειράματα καταδεικνύουν ότι τα σωματίδια δεν σχηματίζουν το μοτίβο παρεμβολής εάν κάποιος ανιχνεύσει από ποια σχισμή περνούν. Αυτά τα αποτελέσματα καταδεικνύουν την αρχή της δυαδικότητας κύματος-σωματιδίου
Άλλα ατομικής κλίμακας σωματίδια, όπως τα ηλεκτρόνια, βρέθηκε να παρουσιάζουν την ίδια συμπεριφορά όταν πυροδοτούνται προς μια διπλή σχισμή. Επιπλέον, η ανίχνευση μεμονωμένων διακριτών κρούσεων παρατηρείται ότι είναι εγγενώς πιθανολογική, κάτι που είναι ανεξήγητο χρησιμοποιώντας την κλασική μηχανική.
Το πείραμα μπορεί να γίνει με σωματίδια πολύ μεγαλύτερα από τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια, αν και γίνεται πιο δύσκολο όσο αυξάνεται το μέγεθος.
Εάν το φως αποτελούνταν αυστηρά από συνηθισμένα ή κλασικά σωματίδια, και αυτά τα σωματίδια εκτοξεύονταν σε ευθεία γραμμή μέσω μιας σχισμής και επιτρέπονταν να χτυπήσουν μια οθόνη στην άλλη πλευρά, θα περιμέναμε να δούμε ένα σχέδιο που αντιστοιχεί στο μέγεθος και το σχήμα της σχισμής. Ωστόσο, όταν αυτό το «πείραμα μιας σχισμής» εκτελείται πραγματικά, το σχέδιο στην οθόνη είναι ένα σχέδιο περίθλασης στο οποίο το φως απλώνεται. Όσο μικρότερη είναι η σχισμή, τόσο μεγαλύτερη είναι η γωνία εξάπλωσης. Η περίθλαση εξηγεί το σχέδιο ως αποτέλεσμα της παρεμβολής των κυμάτων φωτός από τη σχισμή.
Ο Ρίτσαρντ Φίλιπς Φάινμαν (Αμερικανός φυσικός,) του άρεσε να λέει ότι όλη η κβαντική μηχανική μπορεί να συλλεχθεί από προσεκτική σκέψη μέσα από τις συνέπειες αυτού του μεμονωμένου πειράματος. Πρότεινε επίσης (ως σκεπτικό πείραμα) ότι αν τοποθετούνταν ανιχνευτές πριν από κάθε σχισμή, το σχέδιο παρεμβολής θα εξαφανιζόταν.
