Lys er både bølger og partikler

Billede viser lys som bølger og partikler på samme tid

Fysikere har længe vidst, at lys består af både bølger og partikler. Men først nu er det lykkedes forskere at tage et billede af lysets dobbelte natur.

18. marts 2015 af Malene Breusch Hansen

Schweiziske forskere tager billede af lysbølger og -partikler på én gang

Allerede i 1905 udviklede Albert Einstein en teori, som forudsagde, at lys ikke kun bevæger sig i bølger lige som lyd, men at lyset også består af små partikler kaldet lyskvanter eller fotoner.

Siden da er lysets skizofrene natur blevet bevist gennem talrige forsøg, men det er aldrig lykkedes at fange lyset udbrede sig i både bølger og partikler på én gang. Før nu.

Et hold af forskere fra Lausanne-universitetet i Schweiz har brugt en helt ny metode til at tage et billede af lyset, der bevæger sig som bølger og små partikler samtidigt. Du kan se billedet øverst i artiklen.

Sådan gjorde de:

1) Forskerne affyrede en laserstråle mod en metaltråd i nanostørrelse. Laseren overførte energi til tråden og fik partiklerne i den til at vibrere.

2) Lyset bevægede sig langs tråden i begge retninger. Da lyspartiklerne mødte hinanden fra hver sin retning, skabte de en ny lysbølge, der så ud som om, den stod stille. Det var denne lysbølge, som forskerne kunne fange omkring nanotråden.

3) Forskerne skød en stråle af elektroner af sted tæt forbi lysbølgen og nanotråden. Da elektronerne ramte lysbølgen, fik nogle af dem ekstra energi og fart, mens andre mistede energi og fart. Ændringerne i hastighed kunne ses som en stående bølge gennem et ultrahurtigt mikroskop.

Men det viste samtidig, at lyset også er partikler: Elektronerne kunne ikke reagere med lyset, hvis ikke det var partikler.

Lysfoto kan bruges i udviklingen af kvantecomputere

Energiudvekslingen mellem elektronerne og fotonerne kaldes kvantemekanik. Når forskerne kan komme så tæt på kvantemekanikken og kontrollere den så nøje, kan de bruge deres viden til fx at udvikle bedre kvantecomputere.

Hvis du er yderligere interesseret i emnet, kan du læse mere om bl.a. lysbølger og -partikler i vores artikel:

Læs også

Måske er du interesseret i ...

FÅ ILLUSTRERET VIDENSKABS NYHEDSBREV

Du får dit gratis særtillæg, Vores Ekstreme Hjerne, til download, straks du har tilmeldt dig nyhedsbrevet.

Fandt du ikke det, du ledte efter? Søg her: