Vedci prvý raz odfotili svetlo ako vlnu aj časticu

Výskumníci vytvorili záber svetla tak, ako sa to dosiaľ nikomu nepodarilo. Ukazuje, že Einstein mal pravdu.

(Zdroj: Fabrizio Carbone/EPFL)

BRATISLAVA. Je to jedna z mála vecí o kvantovej mechanike, ktorú si zo škôl pamätajú všetci. Prišiel s ňou začiatkom 20. storočia Albert Einstein a v skratke hovorí zhruba toľko, že svetlo sa správa ako častica aj ako vlna.

Problémom však bolo, že experimenty dokázali dosiaľ pozorovať iba buď vlnový, alebo časticový charakter svetla. Teraz však výskumníci zo švajčiarskeho EPFL tvrdia, že sa im ako prvým vôbec podarilo vytvoriť snímku svetla ako vlny aj častice zároveň.

Opísali to v štúdii pre magazín Nature Communications.

Vidieť oboje

Medzinárodný tím švajčiarskych a amerických fyzikov začal s laserovým lúčom a tenučkým kovovým nanovláknom. Tím Fabrizia Carboneho namieril na vlákno laser a svetlo ako vlna sa začalo pozdĺž vlákna pohybovať v dvoch smeroch, podobne ako autá na diaľnici.

Keď sa na nejakom mieste vlny pohybujúce sa opačnými smermi stretli, vytvorili novú svetelnú vlnu, ktorá akoby zostala stáť na mieste. Navyše, sama emitovala častice svetla.

V tomto okamihu výskumníci okolo nanodrôtu vystrelili prúd elektrónov z moderného elektrónového mikroskopu, pomocou ktorého celú situáciu nasnímali (viac o experimente nájdete na konci textu).

Výsledkom vzájomnej interakcie svetla a okolo letiacich elektrónov bol napokon záber svetla aj ako vlnenia, i ako častice.

„Tento experiment po prvý raz ukázal, že dokážeme nafilmovať kvantovú mechaniku," zdôrazňuje v tlačovom vyhlásení Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Carbone. „A nielen to, ale aj jej paradoxnú povahu, a to priamo."

Lepšie počítače?

Výskumníci teraz zdôrazňujú, že ich výsledok je iba prvým krokom. Predpokladajú, že lepšie pochopenie podobných fenoménov i technológie na ich priame pozorovanie môže pomôcť napríklad pri vývoji kvantových počítačov.

doi:10.1038/ncomms7407

Ako prebiehal experiment:

Laserový pulz vystrelili na kovový nanodrôt. To dodalo časticiam vlákna energiu, takže sa rozvibrovali.

Svetlo ako vlny sa pohybovalo pozdĺž vlákna v dvoch možných smeroch, podobne ako autá na diaľnici. Keď sa opačne pohybujúce vlny stretli, vytvorili novú vlnu, ktorá akoby zostala stáť na mieste. Táto vlna sa stala zdrojom svetla pre samotný experiment, keďže ožarovala okolie nanovlákna.

Následne vedci vystrelili prúd elektrónov okolo vlákna, pričom pomocou týchto elektrónov chceli nasnímať stojacu vlnu svetla. Ako elektróny interagovali so stiesneným svetlom na nanovlákne, buď zrýchľovali, alebo spomaľovali.

Pomocou mikroskopu vedci dokázali zachytiť miesta, kde k týmto zmenám rýchlosti dochádzalo - vďaka tomu výskumníci mohli vizualizovať stojacu vlnu a vznikol jej odtlačok. Samo o sebe to však neukazovalo len vlnovú povahu svetla, ale zároveň aj jej časticový charakter.

Ako elektróny prechádzali okolo tejto stojacej vlny, narážali do fotónov - častíc svetla. Práve tieto zrážky ovplyvňovali rýchlosť elektrónov - zmeny rýchlosti nastávali vďaka výmene akýchsi balíkov energie (kvánt) medzi elektrónmi a fotónmi.

Výskyt kvánt napokon ukázal, že svetlo na nanovlákne sa správalo nielen ako vlna, ale zároveň aj ako častica.

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Recenzie.sme.sk udelili 60 certifikátov Ocenený expertmi
  2. 5 krokov k vlastnému bývaniu
  3. Nový Volkswagen Arteon sa predstaví na bratislavskom autosalóne
  4. Last minute dovolenka sa dá kupiť výhodne už teraz
  5. Legendárna Štefánka opäť ožíva pod sieťou Pulitzer family
  6. Päť tipov, kam na predĺžený víkend v máji
  7. Inteligencia vo všetkom
  8. Volvo V90 Cross Country je pripravené na každé dobrodružstvo
  9. Continental spúšťa dlhodobý test pneumatík s vodičmi z Facebooku
  10. Čo sa môže stať, keď šetríte na zateplení?
  1. BILLA a Jamie Oliver pozývajú deti do zázračnej záhradky!
  2. Nový Volkswagen Arteon sa predstaví na bratislavskom autosalóne
  3. Odšťavovač s veľkým plniacim otvorom? Nenachytajte sa!
  4. Advokáti budú v stredu bezplatne radiť v 8 mestách
  5. Last minute dovolenka sa dá kupiť výhodne už teraz
  6. Apartmány s výnosom až 4% v lyžiarskom stredisku Obergurgl
  7. Finále súťaže CEWE Fotokniha roka 2016
  8. Legendárna Štefánka opäť ožíva pod sieťou Pulitzer family
  9. Východniari investujú do bývania spomedzi regiónov najviac
  10. Recenzie.sme.sk udelili 60 certifikátov Ocenený expertmi
  1. Legendárna Štefánka opäť ožíva pod sieťou Pulitzer family 23 012
  2. Päť tipov, kam na predĺžený víkend v máji 8 958
  3. Nové auto alebo radšej jazdenka? 9 rád pre správne rozhodnutie 8 258
  4. Last minute dovolenka sa dá kupiť výhodne už teraz 7 682
  5. 5 krokov k vlastnému bývaniu 4 447
  6. Volvo V90 Cross Country je pripravené na každé dobrodružstvo 3 959
  7. Moderný bungalov očami mladých architektov 1 932
  8. Rodinná dovolenka v Burgenlande 1 802
  9. Continental spúšťa dlhodobý test pneumatík s vodičmi z Facebooku 1 601
  10. Inteligencia vo všetkom 1 526

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Vyprodukovali Kolesíka aj Procházku, dnes sú mládežnícke spolky v útlme

Mladí poslanci Smeru rozdávali lístočky pred tajnou voľbou či potápali kolegov.

DOMOV

Študenti z 1989: Začína sa to tu podobať na obdobie pred revolúciou

Vtedajšie a dnešné okolnosti sa podobajú.

KOMENTÁRE

Moskvu zbavia jedného z jej symbolov

Chruščovky zbúrajú, milióny ľudí sa presťahujú.

Neprehliadnite tiež

Bratislava ukáže, aká bude budúcnosť technológií

Medzinárodná konferencia TechSummit & Gadget Expo sa odohrá 10. až 11. mája 2017.

Šesť tipov, ako ochrániť svoju identitu v sociálnych sieťach

Ak sa správate zodpovedne, nemusíte sa báť bezpečnostných prešľapov.

Facebook bude predpovedať, kam sa chystáte pozrieť

Nie je zložité natočiť 360-stupňové videá. Oveľa náročnejšie je dáta v reálnom čase dopraviť k divákovi.

MATEMATICKÉ HÁDANKY

Matematická hádanka: Dokážete zistiť, či váži viac zlato alebo perie? (riešenie)

Ak máte doma aj zlato aj perie, nespoliehajte sa na váhu.


Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop