Vitenskapen har lenge visst at lys både kan oppføre seg som bølger og partikler – Einstein forutså dette allerede i 1909. Men ikke noe eksperiment har vært i stand til å vise lysets to tilstander samtidig. Nå har imidlertid forskere ved Polytechnique Fédérale de Lausanne i Sveits tatt det første fotografi noensinne av lys som både bølger og partikler.
Det aller første bilde av lys som oppfører seg både som partikkel og en bølge. Foto: Fabrizio Carbone/EPFL
Nøkkelen var en ny eksperimentteknikk som bruker elektroner til å fange lysets bevegelser. Arbeidet ble 2. mars publisert i Nature Communications.
For å få til dette bildet, brukte forskerne laserpulser mot en metallnanostreng (en metalltråd med diameter i størrelseorden nanometer, dvs 10−9 meter), hvor lysets bølgelengder beveget seg i to forskjellige retninger langs metallet. Da bølgene møtte hverandre så det ut som om bølgene stod stille – noe som i praksis er en partikkel!
For å se hvordan bølgene beveget seg, skjøt forskerne en stråle med elektroner mot nanotråden, på samme måte som man kan slippe fargestoff ut i en elv for å kunne observere strømningene. Partiklene i lyset endret hastigheten på elektronene, og det gjorde forskerne i stand til å ta et bilde akkurat da bølgene møttes.
– Dette eksperimentet viser hvordan vi – for første gang i historien – kan filme kvantemekanikk og dens paradoksale egenskaper direkte, sier Fabrizio Carbone, en av forfatterne av studien, i en pressemelding. Carbone håper at en bedre forståelse av hvodan lys virker, kan gi databehandling basert på kvantemekanikk en flying start.
Se denne pedagogiske videoen som forklarer fenomenet på en fabelaktig måte:
