Учёные впервые засняли, как свет одновременно ведёт себя как волна и как частица
NewsMakerСвет застали в момент раздвоения: и волна, и частица в одном кадре.
Швейцарские исследователи совершили прорыв, впервые в истории зафиксировав свет одновременно как волну и как частицу. Двойственная природа света была теоретически обоснована ещё Эйнштейном, но до сих пор никому не удавалось наблюдать оба проявления одновременно. Команда из Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) разработала оригинальный метод, позволивший достичь впечатляющих результатов.
Свет обычно проявляет себя либо как волна, либо как поток частиц, в зависимости от условий наблюдения. Учёные годами фиксировали одно из этих свойств, но возможность наблюдать обе характеристики одновременно казалась недостижимой. Новый эксперимент изменил ситуацию. Исследователи использовали комбинацию лазера, нанопровода и потока электронов для фиксации момента, когда свет проявляет обе свои сущности.
В ходе эксперимента лазерный луч направили на миниатюрный металлический провод. Лазер вызвал колебания внутри проводника, заставив световые волны распространяться в противоположных направлениях. При наложении встречных волн образовалась стоячая волна — словно свет застыл на месте. Полученная волновая структура стала центральным элементом исследования.
На следующем этапе вблизи провода был пропущен поток электронов. При прохождении рядом с волной одни электроны ускорялись, другие замедлялись. Эти изменения удалось зафиксировать с помощью сверхбыстрого микроскопа, что позволило наблюдать волновую природу света в виде стоячей волны.
Но эксперимент выявил и второй аспект: электроны не только меняли скорость, но и сталкивались с фотонами (частицами света), обмениваясь с ними квантами энергии. Данное явление свидетельствует о корпускулярной природе света. Таким образом, исследователи зафиксировали одновременное проявление обоих свойств света — волнового и корпускулярного — в одном изображении.
Руководитель проекта Фабрицио Карбоне отметил , что впервые квантовую механику удалось буквально "запечатлеть на камеру". Значение открытия выходит за рамки просто красивого эксперимента — возможность наблюдать квантовые процессы на таком уровне может способствовать созданию революционных технологий, включая квантовые компьютеры.
Швейцарские исследователи совершили прорыв, впервые в истории зафиксировав свет одновременно как волну и как частицу. Двойственная природа света была теоретически обоснована ещё Эйнштейном, но до сих пор никому не удавалось наблюдать оба проявления одновременно. Команда из Швейцарской высшей технической школы Лозанны (EPFL) разработала оригинальный метод, позволивший достичь впечатляющих результатов.
Свет обычно проявляет себя либо как волна, либо как поток частиц, в зависимости от условий наблюдения. Учёные годами фиксировали одно из этих свойств, но возможность наблюдать обе характеристики одновременно казалась недостижимой. Новый эксперимент изменил ситуацию. Исследователи использовали комбинацию лазера, нанопровода и потока электронов для фиксации момента, когда свет проявляет обе свои сущности.
В ходе эксперимента лазерный луч направили на миниатюрный металлический провод. Лазер вызвал колебания внутри проводника, заставив световые волны распространяться в противоположных направлениях. При наложении встречных волн образовалась стоячая волна — словно свет застыл на месте. Полученная волновая структура стала центральным элементом исследования.
На следующем этапе вблизи провода был пропущен поток электронов. При прохождении рядом с волной одни электроны ускорялись, другие замедлялись. Эти изменения удалось зафиксировать с помощью сверхбыстрого микроскопа, что позволило наблюдать волновую природу света в виде стоячей волны.
Но эксперимент выявил и второй аспект: электроны не только меняли скорость, но и сталкивались с фотонами (частицами света), обмениваясь с ними квантами энергии. Данное явление свидетельствует о корпускулярной природе света. Таким образом, исследователи зафиксировали одновременное проявление обоих свойств света — волнового и корпускулярного — в одном изображении.
Руководитель проекта Фабрицио Карбоне отметил , что впервые квантовую механику удалось буквально "запечатлеть на камеру". Значение открытия выходит за рамки просто красивого эксперимента — возможность наблюдать квантовые процессы на таком уровне может способствовать созданию революционных технологий, включая квантовые компьютеры.