За първи път в историята. Снимка на светлината като вълна и частици

photo credit: © 2015 LÉcole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)

Светлината се държи едновременно като частици и като вълна. От времето на Алберт Айнщайн учените се опитват да наблюдават пряко и двата аспекта на светлината едновременно. Сега учените от EPFL са успели да направят първата по рода си снимка на това двойствено поведение.

Добре известно е, че светлината може да се проявява като поток от частици – фотони и като електромагнитна вълна. Двете проявления са приемани за възможни само при определени условия, но никога  като възможност да се реализират едновременно. Квантовата механика обаче утвърждава, че двата атрибута (частици-вълни) на светлината трябва да се проявяват едновременно. Екип от изследователи най-накрая е успял да заснеме квантовия корпускулно-вълнов дуализъм на светлината (виж горната снимка).

Изследователите са създали стояща светлинна вълна след мощно облъчване на метален проводник с UV светлина. След това те изстреляли електрони срещу вълната като опит да обезпокоят отделни фотони. Когато двете частици (електрон и фотон) взаимодействат, настъпва промяната на енергия на фотона, при което той се забавя или ускорява. Описаното взаимодействието (смущение) може да се наблюдава с много мощен микроскоп.

Тъй като светлинната вълна е поредица от отделни частици, учените са успели да видят както стоящата вълна, така и смутените фотони като индивидуални обекти. По този начин за първи е било възможно да се види дуалистичната природа на светлина. 

Видеоклип посветен на технологията позволила снимането на светлината като частица -вълна

Това ще помогне на учените да разберат по-добре фундаменталния характер на светлината, а също така ще съдейства за развитието на квантовите компютри и редица нови технологии.