Светлината се проявява едновременно като вълна и частица – това всеки от нас го е учил по физика. Но досега, въпреки има-няма 100 годишните усилия да бъде направено, никой не беше успял да го докаже експериментално.

Швейцарски учени обаче извършиха истински научен пробив и сториха именно това! Те направиха първата снимка, на която светлината може да се види едновременно и като частица и като вълна!

Въпреки че квантовата механика чрез теоретичния си апарат ясно доказва, че светлината едновременно се държи и като частица и като вълна, досега в най-добрия случай успявахме да я видим или под едната форма или под другата. Но не и под двете форми едновременно.

За да успеят да сторят, това учени от EPFL извършиха интересен експеримент. Те използваха електрони, за да снимат светлината.

В рамките на експеримента, лазерен импулс е излъчен по тънка метална наножица. Лазерът добавя енергия към заредените частици в жицата и ги кара да вибрират. Светлината може да премине по тази жица само в две възможни посоки – като разминаващи се автомобили. Когато вълни, пътуващи в противоположни посоки, се срещнат, те образуват нова вълна, която изглежда замръзнала на едно място. Учените изстрелват и поток от електрони близо до наножицата и ги използват за да покажат стоящата на място вълна от светлина. Когато електроните взаимодействат със замръзналата светлина, те или се ускоряват или се забавят. Чрез използването на ултрабърз микроскоп, който да заснеме точното местоположение, в което тази промяна в скоростта се случва, учените успяват да покажат вълновата природа на светлината.

Същевременно по този начин успяват да покажат и поведението ѝ като частици. Когато електроните преминават през вълната от светлина, те взаимодействат със светлинните частици – фотоните и това променя скоростта им. Тази промяна се проявява като обмяна на енергийни пакети – „кванти“ – между електроните и фотоните. Самото проявление на този обмен на енергия показва, че светлината върху наножицата се държи и като частица.

Вълнуващи времена! Стъпка по стъпка научаваме все повече за света около нас!

Източник: http://actu.epfl.ch/news/the-first-ever-photograph-of-light-as-both-a-parti/

Снимка: EPFL