Ученые впервые сфотографировали свет как волну и частицу одновременно

light photo1

Исследователи Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) впервые засняли свет одновременно в виде волны и фотонов (потока частиц).

Группа ученых во главе с Фабрицио Карбоне выстрелила лазерным импульсом в сторону нанопровода, диаметр которого составлял 0,00008 миллиметра. Этот выстрел заставил вибрировать заряженные частицы в нанопроводе. После этого свет начал перемещаться по проводу в противоположных направлениях, напоминая машины на двухполосном шоссе. При встрече этих двух волн образовалась третья, стоячая, волна, которая и стала источником света для эксперимента.

Для того чтобы получить искомый снимок, ученые выстрелили потоком электронов, используя их для отображения стоячей волны. По мере взаимодействия с ней, частицы начали ускоряться или замедляться. Для получения картинки стоячей волны, демонстрирующей волновую природу света, исследователи фиксировали точки смены скорости с помощью сверхбыстрого микроскопа.

Помимо этого, электроны, проходя мимо стоячей волны, ударяют по фотонам, из-за чего их скорость вновь меняется. Динамика этих изменений схожа с обменом квантов энергии между двумя группами частиц. Именно наличие этих квантов, указывает на то, что свет ведет себя как поток частиц.

Фабрицио Карбоне заявил, благодаря их эксперименту человечество научилось напрямую снимать квантовую механику со всеми ее парадоксальными свойствами. Ученые считают, что это открытие поможет в дальнейшем развитии квантовых компьютеров.