Світло вперше сфотографували як хвилю та частинку одночасно Наука та техніка
Швейцарські вчені розробили експериментальний метод, що дозволяє зняти світло одночасно у вигляді хвилі та потоку частинок (фотонів). Про відкриття вони розповіли на сторінках журналу Nature Communications, а коротко про дослідження повідомляється в прес-релізі Федеральної політехнічної школи Лозанни.
Вчені вигадали, як сфотографувати сам засіб, необхідний для фотографування, — світло. Група Фабриціо Карбоне (Fabrizio Carbone) вистрілила лазерним імпульсом у бік нанопроводу (діаметром 0,00008 міліметра). Лазер надає енергію зарядженим частинкам у нанопроводі, змушуючи їх вібрувати. Тепер світло переміщається дротом у протилежних напрямах (як машини на двосмугової магістралі), а під час зустрічі цих двох хвиль утворюється третя — стояча. Саме вона, випромінюючи біля поверхні дроти, стала джерелом світла для експерименту.
Матеріали на тему
Залишалося лише сказати «вау»
«Місяць існує, тільки коли ви на неї дивитеся?»
На другому етапі експерименту вчені вистрілюють потоком електронів, використовуючи їх для відображення стоячої хвилі. У міру взаємодії з останньою частинкою прискорюються або сповільнюються. За допомогою надшвидкого мікроскопа, що фіксує точки, де відбувається зміна швидкості, дослідники змогли отримати картинку хвилі, що стояв, демонструє хвильову природу світла.
Що стосується частинок, то електрони, проходячи повз стоячу хвилю, ударяють по фотонах — що знову ж таки змінює їх швидкість. Динаміка цих змін нагадує обмін "пакетів" (квантів) енергії між двома групами частинок. Сама наявність цих «пакетів» вказує на те, що світло на нанодроті поводиться як потік частинок.
"Експеримент показує, що ми - вперше - навчилися безпосередньо знімати квантову механіку, з усіма її парадоксальними властивостями", - заявив Карбоне. Це відкриття виявиться корисним для квантових комп'ютерів, вважає вчений.