Първата снимка на светлината като частица и вълна.

Светлината се държи и като частица, и като вълна.

От дните на Айнщайн учените се опитват да наблюдават директно и двата аспекта на светлината едновременно. Сега учените от EPFL успяха да заснемат първата в историята моментна снимка на това двойно поведение.

Квантовата механика ни казва, че светлината може да се държи едновременно като частица или вълна. Обаче никога не е имало експеримент, способен да улавя и двете състояния едновременно; най-близкото, до което сме стигнали е да виждаме или вълна, или частици, но винаги в различно време. Приемайки коренно различен експериментален подход, учените от EPFL вече успяха да направят първата до момента снимка на светлината, която се държи и като вълна, и като частица. Експериментът е публикуван в Nature Communications

Когато UV светлината се удари в метална повърхност, тя предизвиква излъчване на електрони . Алберт Айнщайн обяснява този „фотоелектричен“ ефект, като предложи, че светлината също е поток от частици. Въпреки че разнообразни експерименти успешно наблюдават светлинно поведение, подобно на частици и вълни, те никога не са улавяни и двете едновременно.

Изследователски екип, ръководен от Фабрицио Карбон в EPFL проведе експеримент с, който изследователите са заснели за първи път един-единствен момент на светлина, който се държи едновременно като вълна и поток от частици.

Експериментът е поставен така:

Импулс от лазерна светлина се изстрелва към тънка метална наножичка . Лазерът добавя енергия към заредените частици в наножичката, карайки ги да вибрират. Светлината пътува по тази мъничка жица в две възможни посоки, като коли по магистрала. Когато вълните, пътуващи в противоположни посоки, се срещат една друга, те образуват нова вълна, която изглежда сякаш стои на мястото си. Ето, тази стояща вълна се превръща в източник на светлина за експеримента, излъчващ се около наножичката.

Нов път към квантовите изчисления.

„Този експеримент демонстрира, че можем да заснемем директно квантовата механика и нейната парадоксална природа“, казва Фабрицио Карбон. В допълнение, значението на тази новаторска работа може да се разпростира отвъд фундаменталната наука и в бъдещите технологии. Както Карбон обяснява: „Способността да се изобразяват и контролират квантови явления в нанометрова скала отваря нов път към квантовите изчисления.“

Вижте цялата статия