Прва слика од светлината како бран и честичка во историјата

За првпат била снимена двојната природа на светлината со сноп од електрони.

Фабрицио Карбоне, физичар од Политехничкиот федерален факултет во Лозана заедно со својот истражувачки тим успеал истовремено да направи слика од двојната природа на светлината, брановидната и честичната. Резултатите биле објавени во научното списание „Nature communications“.

Алберт Ајнштајн во своето објаснување на фотоелектричниот ефект во 1905 година објаснил дека светлоста се однесува како сноп од честици со одредена енергија. Им го дал името „кванти“, со што ги поставил темелите на квантната механика и во 1921 година добил Нобелова награда за откритието.

Дотогаш важела теоријата со која светлината се дефинира како бран, што и тогаш, но и денес, совршено ги објаснува некои од природните ефекти на светлината (интерференција, рефлексија). Очигледно, светлината има двојна природа.

Тимот од Лозана ја „сликал“ светлината со електрони. Како што Фабрицио Карбоне го опишува експериментот, прво бил пуштен сноп од електрони низ нано-жица, кој им дал енергија на наелектризираните честици и тие започнале да вибрираат. Светлината се движела во две насоки низ жицата. Кога овие бранови се судираат се појавува таканаречен стоечки бран. Токму тој бран бил изворот на светлина.


Потоа овој извор бил ставен под електронски микроскоп со висока резолуција и голема брзина. Снопот од електрони бил насочен кон изворот на светлината за да се сними стоечкиот бран. Електроните во интеракција со светлината од нано-жицата забрзуваат или успоруваат, што може да биде измерено со напредниот микроскоп.

Како резултат се добила сликата од стоечкиот бран - доказ дека светлината навистина е бран. Со ова индиректно се докажува и другата природа на светлината - онаа како честица. Електроните во „судар“ со квантите на светлината вршат размена на енергија, односно ја менуваат брзината на движењето.

Токму постоењето на овие размени на енергија докажуваат дека светлината е составена од пакети енергија, светлосни честици, односно фотони. На овој начин, за првпат во историјата била снимена парадоксалната природа на квантната механика.