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. 3 pravidlá pre lepší dôchodok
  2. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€
  3. Ako sa zbaviť chladnej podlahy
  4. Čerešne - miesto, kde môžete žiť podľa seba
  5. Ochráňte pred zlodejmi celé vozidlo vďaka VAM Akustik
  6. Všetky okresy svojimi pobočkami pokrývajú len tri banky
  7. Vyrábajú v malom, no presadili sa. Sessler a Farmárske lupienky
  8. V tomto roku si už konečne užijem Vianoce bez vrások
  9. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť
  10. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  1. Všetky okresy svojimi pobočkami pokrývajú len tri banky
  2. Ochráňte pred zlodejmi celé vozidlo vďaka VAM Akustik
  3. Čerešne - miesto, kde môžete žiť podľa seba
  4. Nová michalovská nemocnica otvorí brány: toto musíte vidieť!
  5. Vyrábajú v malom, no presadili sa. Sessler a Farmárske lupienky
  6. Mladí vodiči preferujú čoraz silnejšie autá
  7. Ako sa zbaviť chladnej podlahy
  8. V tomto roku si už konečne užijem Vianoce bez vrások
  9. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť
  10. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií
  1. 3 pravidlá pre lepší dôchodok 7 150
  2. Moskva alebo Petrohrad? 5 594
  3. Ako pracujú poisťováci? Dostali sme sa medzi nich 3 117
  4. Slovenské deti dostávajú mesačne 22€ 2 815
  5. VW Tiguan Allspace: prvé sedemmiestne SUV od Volkswagnu 2 283
  6. Nepríjemná bolesť. Tu sú 3 rady, ako sa jej zbavíte 2 264
  7. Stavba domu na kľúč – úspora času aj financií 2 229
  8. Online analýza spotreby elektriny vám pomôže ušetriť 1 408
  9. Jubilejná desiata KOCKA privíta zákazníkov v Starej Ľubovni 1 276
  10. 5 zaujímavostí, ktoré ste o koži možno nevedeli 1 179

Hlavné správy zo Sme.sk

EKONOMIKA

Ak sa bude chcieť pacient objednať, vyšetrenie nech si zaplatí sám

Minister zdravotníctva Tomáš Drucker chce zmeniť spôsob objednávania pacientov.

DOMOV

Dobré ráno: Fico má strach? Zase sa pustil do prezidenta

Prečo Fico zaútočil na Kisku? A čo sa deje v Smere?

KOMENTÁRE

Poplatky za objednanie? Nápad sa tvári životaschopne

Ľudia si za doplnkové ordinačné hodiny priplatia.

ŠPORT

Neapol s Hamšíkom sa udržal v hre o postup, Dortmund končí

Real strelil v Nikózii šesť gólov.

Neprehliadnite tiež

Aká je kvalita vzduchu vo vašom meste? Skontrolujete si ju online

Kvalitu ovzdušia môžete sledovať po hodinách.

Vyskúšali sme Vernee Mix 2, lacný smartfón s obrovským displejom

Extrémne tenké rámčeky, veľký displej a rýchle reakcie. Čínsky smartfón chce zahanbiť veľké značky.

OBJEKTÍV

Hľadali príšeru. Namiesto nej našli v jazere staroveký hrad

Tritisícročný hrad zrejme patril do kráľovstva Urartu v okolí jazera Van.

Z kávovej usadeniny vyrobia palivo

Oleje z usadenín môžu poslúžiť pre odľahčenie fosílnych palív.