A tudósok a fény részecskéjeként és hullámként működő képét rögzítik

Fény

Annak ellenére, hogy a modern fizika megalapozott tétele, a fény részecske-hullám kettőssége valóságos tudatmeghajlító lehet. Az univerzum megértésének ezt a megközelítését olyan tudósok úttörő módon alakították ki, mint Albert Einstein és Max Planck, ami végül kvantummechanikához vezetett. A kutatók azóta megpróbálják mindkét formában vizualizálni a fényt, de mindeddig nem jártak sikerrel. A svájci Lausanne-i Szövetségi Technológiai Intézet (EPFL) csapata azt állítja, hogy kísérletet dolgoztak ki a fény részecske és hullámként történő fényképezésére.

Einstein fényvizsgálatának eureka-pillanata akkor következett be, amikor leírta a fotoelektromos hatást. Amikor az UV fény egy fémfelületet ér, elektronkibocsátást eredményez. Einstein ezt a jelenséget azzal magyarázta, hogy a fény egy hullám mellett részecskeként is működhet. Ezeket a részecskéket ma fotonként ismerjük, de ezt a kifejezést csak később hozták létre. A későbbi kísérletek megerősítették a fény kettős tulajdonságát, de valójában mindkettőt egyszerre látnánk valami. A Fabrizio Carbone által vezetett EPFL-csoport elvégezte az eredeti kísérletet, és a fejére fordította, hogy ilyen fényképet kapjon.

mikroszkópA kísérlet azzal kezdődött, hogy lézerimpulzusokat fémes nanohuzalra lőttek. A lézer gerjesztette a nanohuzal részecskéit, aminek következtében az energia előre és hátra terjedt a vezeték hosszában. Ez álló fényként csapdába ejti a fényt, és a kísérlet fényforrásaként szolgál. Számos módszer létezik ennek a rendszernek a megfigyelésére, és olyan eredmény elérésére, amely hullámként mutatja a fényt, de az EPFL kutatói egyszerre akarták látni a részecske aspektusát. A fotonok egyidejű feloldása érdekében elektronárammal lőtték a vezetéket, és figyelték a keletkező rendetlenséget.



Amint az elektronok áthaladnak a nanohuzalon, néhányuk kölcsönhatásba lép az állóhullám fotonjaival. Nagyon érzékeny mikroszkópot alkalmaztak a nanohuzal megfigyelésére olyan elektronok bizonyítására, amelyek felgyorsultak vagy lelassultak ettől az interakciótól. Tehát ez a hullám, de mi a helyzet az egyes részecskékkel? Ez a sebességváltozás energiacsomagok vagy kvantumok cseréjeként mérhető. A mikroszkóppal feltérképeztük azokat a helyeket, ahol az energiacsomag-csere a vezeték mentén zajlott, ami a fenti képhez vezetett - a fény részecskeként és hullámként való ábrázolása ugyanabban a rendszerben.

Ez a fény kvantumtermészetének közvetlen megfigyelése befolyásolhatják a laboratóriumon túli dolgokat. A kvantummechanika árnyalatainak kis léptékű követése felbecsülhetetlen értékűnek bizonyulhat a kvantumszámítás fejlesztése szempontjából. A kvantumuniverzum még mindig furcsa és nehezen megfogható, de ez egy kicsit közelebb kerülhet a megértéshez.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com