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. Vyberte si dovolenku na Silvestra už teraz
  2. Tipy na rodinné výlety autom po Slovensku
  3. Recept na príjemné ráno od „majstra rozkoší“ Daniela Nekonečného
  4. Odteraz pri volaniach už nemusíte rátať minúty
  5. Ako pracujú horskí záchranári? Tieto veci by ste nemali podceniť
  6. Návod, ako získať maximum pri nákupoch s kreditkou
  7. Mexická Oaxaca: Vonia čokoládou a jedinečnými pyramídami
  8. Dobrý internet v meste i na vidieku. Dostupný je takmer všade
  9. Na tieto veci sa oplatí myslieť pred odchodom na dovolenku
  10. Volkswagen Golf: Odpoveď na takmer všetky otázky
  1. Problémy s počatím? Čo vás čaká na ceste za dvomi čiarkami.
  2. Vyberte si dovolenku na Silvestra už teraz
  3. Tipy na rodinné výlety autom po Slovensku
  4. Modesta Real Estate sprostredkovala pre Emil Frey halu v P3
  5. Recept na príjemné ráno od „majstra rozkoší“ Daniela Nekonečného
  6. K-Classic – značka, ktorá pomáha!
  7. Pred 25 rokmi musela byť jazdenka zo západu
  8. Odteraz pri volaniach už nemusíte rátať minúty
  9. Nenaleťte pochybným predajcom jazdeniek
  10. Cíťte sa v priestore príjemne
  1. Odteraz pri volaniach už nemusíte rátať minúty 10 053
  2. Ako pracujú horskí záchranári? Tieto veci by ste nemali podceniť 4 526
  3. Volkswagen Golf: Odpoveď na takmer všetky otázky 4 280
  4. Návod, ako získať maximum pri nákupoch s kreditkou 4 056
  5. Dobrý internet v meste i na vidieku. Dostupný je takmer všade 3 971
  6. Mexická Oaxaca: Vonia čokoládou a jedinečnými pyramídami 3 891
  7. Na tieto veci sa oplatí myslieť pred odchodom na dovolenku 2 764
  8. Vietnam: Krajina, ktorá rozmazná jedlom a uchváti históriou 2 491
  9. Nenaleťte pochybným predajcom jazdeniek 2 056
  10. I cez prázdniny testujte elektrobicykle 1 750

Hlavné správy zo Sme.sk

DOMOV

Prečo by Plavčan nemal byť ministrom

Peter Plavčan, ktorého si vybrala SNS, mal za sebou kauzy, už keď sa stal členom vlády. Aj keď ďalšie pribúdajú, odstúpiť zatiaľ neplánuje.

KOMENTÁRE

Keď už je trápne posmievať sa ministrovi školstva

Dôležité je ukázať, kto to celé vymyslel. A či to je riadená schéma.

ŠPORT

Ružomberok potrápil favorita, s Evertonom prehral iba o gól

Jediný gól stretnutia strelil kapitán domácich Leighton Baines.

TECH

Vedci ukázali, aké majú ľudia nezvyčajné sexuálne túžby

Štúdia naznačila, že rozdiel medzi mužmi a ženami nie je veľký.

Neprehliadnite tiež

Vedci z Oregonu po prvý raz v USA upravili gény ľudského embrya

Využili metódu CRISPR, ktorá umožňuje pozmeniť alebo nahradiť časti DNA.

Vedci ukázali, aké majú ľudia nezvyčajné sexuálne túžby

Štúdia naznačila, že rozdiel medzi mužmi a ženami nie je veľký.

Mliečna dráha má cudzí pôvod, ukázali astrofyzici

Nový vesmírny fenomén odhalil, ako sa objavila časť hmoty hmoty v galaxiách.

Antibiotiká netreba vždy dobrať, naznačuje nová analýza

Odborníci spochybnili odveké pravidlo pri užívaní antibiotík. Pacienti by však nemali prerušovať liečbu.