Lys er både bølger og partikler

Bilden visar ljus som vågor och partiklar samtidigt

Fysikerna har länge vetat att ljus består både av vågor och partiklar. Men först nu har man lyckats ta en bild av ljusets dubbla natur.

22 maj 2015 av Malene Breusch Hansen

Schweiziska forskare tar bilder av ljusvågor och ljuspartiklar samtidigt

Redan 1905 utvecklade Albert Einstein en teori som förutspådde att ljus inte bara rör sig i vågor precis som ljud, utan att ljuset även består av små partiklar, så kallade ljuskvanta eller fotoner.

Sedan dess har ljusets schizofrena natur bevisats genom flertalet försök, men man har aldrig lyckats fånga när ljuset breder ut sig både i vågor och partiklar på samma gång. Förrän nu.

Ett forskarteam från Lausanne-universitetet i Schweiz har använt en helt ny metod för att ta bilder av ljuset som alltså rör sig som vågor och partiklar samtidigt. Du kan se bilden överst i artikeln.

Så gjorde de:

1) Forskarna avfyrade en laserstråle mot en metalltråd i nanostorlek. Laserstrålens energi överfördes till tråden och fick partiklarna i den att vibrera.

2) Ljuset rörde sig längs tråden i bägge riktningarna. Då ljuspartiklarna mötte varandra från var sin riktning skapade de en ny ljusvåg som så ut som den stod stilla. Det var denna ljusbåge som forskarna kunde fånga runt nanotråden.

3) Forskarna avfyrade en stråle av elektroner nära ljusvågen och nanotråden. Då elektronerna träffade ljusvågen fick några av dem extra energi och fart, medan andra förlorade energi och fart. Förändringarna i hastighet syntes som en stående våg genom ett ultramikroskop.

Men det visade samtidigt att ljuset också är partiklar:Elektronerna kunde inte reagera med ljuset om det inte var partiklar.

Ljusbild kan användas i utvecklingen av kvantdatorer

Energiutbytet mellan elektroner och fotoner kallas kvantmekanik. När forskarna kan komma så nära kvantmekaniken och styra den på så nära håll kan de använda kunskapen till att utveckla bättre kvantdatorer.

Om du vill veta ännu mer om ämnet kan du läsa bland annat om ljusvågor och ljuspartiklar i vår artikel:

Läs också

PRENUMERERA PÅ ILLUSTRERAD VETENSKAPS NYHETSBREV

Du kan ladda ned ditt gratis specialnummer, Vår extrema hjärna, så snart du har beställt vårt nyhetsbrev.

Kanske är du intresserad av...

Hittade du inte vad du söker? Sök här: