זוהי התמונה הראשונה בעולם של אור כחלקיק וגם כגל

לראשונה, מדענים הצליחו ללכוד את הטבעים הכפולים של האור - חלקיקים וגלים - בתמונה אחת של מיקרוסקופ אלקטרונים.

עד כה, מדענים הצליחו לצלם רק תמונה של אור כחלקיק או כגל, ואף פעם לא שניהם בו-זמנית. אבל צוות מ-École Polytechnique Fédérale de Lausanne בשוויץ הצליח להתגבר על המכשולים שעמדו בדרכם של ניסויים קודמים על ידי שימוש באלקטרונים כדי לדמיין אור במצב מאוד מוזר זה.

המפתח להצלחתם הוא עיצוב הניסוי יוצא הדופן שלהם. תחילה הם יורים פעימה של אור לייזר על גדיל בודד של ננו-תיל תלוי על פיסתסֶרֶט. זה גורם לננו-תיל לרטוט, וחלקיקי אור - או פוטונים - נשלחים לנוע לאורכו בשני כיוונים אפשריים. כאשר חלקיקי אור שנעים בכיוונים מנוגדים נפגשים וחופפים על החוט, הם יוצרים גל. המכונה 'גל עומד', מצב זה יוצר אור המקרין סביב הננו-תיל.

עד כאן הכל בסדר, אבל זה לא הולך לתת לך תמונה של שני מצבי האור. המדענים הבינו שעל ידי הזנת זרם אלקטרונים לאזור הסמוך לננו-תיל, הם יכולים לכפות אינטראקציה בין האלקטרונים והאור שהיה כלוא על הננו-תיל.

אינטראקציה זו גרמה לאלקטרונים להאיץ או להאט, והצוות השתמש במיקרוסקופ אלקטרוני מהיר במיוחד כדי ללכוד את הרגע המדויק הזה, כדי שיוכלו לדמיין את הגל העומד, "שפועל כטביעת אצבע של טבע הגל של האור." ההודעה לעיתונות מסבירה.פרסום התוצאות שלהם בתקשורת טבע, הצוות דן כיצד ההתנגשות הזו בין הפוטונים והאלקטרונים ושינוי המהירות הנובע מכך שחווים האלקטרונים מופיעה כחילופי אנרגיה, שניתן להמחיש באמצעות המיקרוסקופ.

אז החלק העליון של התמונה הוא הגל העומד, בעוד החלק התחתון מראה היכן ממוקמים הפוטונים.

"הניסוי הזה מדגים שלראשונה אי פעם, אנחנו יכולים לצלם את מכניקת הקוונטים - ואת האופי הפרדוקסלי שלה - ישירות", אחד מהצוות, הפיזיקאי פבריציו קרבון,אמר בהודעה לעיתונות. "היכולת לדמיין ולשלוט בתופעות קוונטיות בקנה מידה ננומטרי כך פותחת מסלול חדש לעבר."

הצוות בשוויץ הרכיב אסרטון קטן ומקסיםמסביר את הניסוי שלהם. רק תארו לעצמכם אם בכל פעם שאור הופיע בצורת חלקיקים הוא באמת השמיע את הרעשים הקטנים והמוזרים האלה. איזה סיוט מוחלט.