Znanstvenici snimaju prvu sliku svjetlosti koja djeluje kao čestica i val

Svjetlo

Iako je dobro uvriježeno načelo moderne fizike, dualnost svjetlosti čestica-val može biti prava misao. Ovaj pristup razumijevanju svemira pionirali su znanstvenici poput Alberta Einsteina i Maxa Plancka, što je na kraju dovelo do kvantne mehanike. Od tada istraživači pokušavaju vizualizirati svjetlost u oba oblika, ali do sada nisu imali uspjeha. Tim sa Švicarskog saveznog tehnološkog instituta u Lozani (EPFL) tvrdi da su osmislili eksperiment za fotografiranje svjetlosti kao čestice i vala.

Einsteinov trenutak eureke u proučavanju svjetlosti nastupio je kad je opisao fotoelektrični efekt. Kada UV svjetlost pogodi metalnu površinu, to rezultira emisijom elektrona. Einstein je objasnio ovaj fenomen sugerirajući da svjetlost može djelovati i kao čestica uz val. Te čestice sada znamo kao fotone, ali taj je pojam nastao tek kasnije. Naknadni eksperimenti potvrdili su dvojako svojstvo svjetlosti, ali zapravo bi bilo vidljivo oboje nešto. Tim EPFL-a predvođen Fabrizijem Carboneom poduzeo je taj izvorni eksperiment i okrenuo ga na glavu kako bi snimio takvu sliku svjetlosti.



mikroskopEksperiment je započeo laserskim impulsima koji su ispaljeni na metalnu nanožicu. Laser je uzbudio čestice nanožice, uzrokujući širenje energije naprijed-natrag dužinom žice. To zarobljava svjetlost kao stojeći val i služi kao izvor svjetlosti u eksperimentu. Postoje različiti načini za promatranje ovog sustava i dobivanje rezultata koji vam pokazuje svjetlost kao val, ali istraživači EPFL-a željeli su istodobno vidjeti i aspekt čestica. Da bi istodobno razlučili fotone, ispaljivali su struju elektrona na žicu i promatrali rezultirajući meshmash.



Dok elektroni prolaze kroz nanožicu, neki od njih će stupiti u interakciju s fotonima u stojećem valu. Visoko osjetljivi mikroskop korišten je za promatranje nanožice kako bi se pronašli elektroni koji su ubrzali ili usporili iz ove interakcije. Dakle, to je val, ali što je s pojedinačnim česticama? Ova promjena brzine dolazi može se izmjeriti kao razmjena energetskih paketa ili kvanta. Mikroskop je korišten za mapiranje mjesta na kojima se duž žice odvijala razmjena energetskih paketa, što je dovelo do slike koja se vidi gore - prikaza svjetlosti kao čestice i vala u istom sustavu.



Ovaj izravno promatranje kvantne prirode svjetlosti mogao utjecati na stvari izvan laboratorija. Praćenje nijansi kvantne mehanike u malim razmjerima moglo bi se pokazati neprocjenjivim za razvoj kvantnog računanja. Kvantni svemir još je uvijek bizaran i teško ga je u potpunosti shvatiti, ali ovo bi nas moglo približiti njegovom razumijevanju.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com