اولین تصویر همزمان از ماهیت دوگانه نور ثبت شد!

آلبرت اینشتین در سال ۱۹۰۵ درباره تاثیر فتوالکتریک توضیحاتی ارائه کرد و گفت فلزات مختلف در زمان دریافت امواج نور از خود الکترون آزاد می‌کنند و اعلام کرد نور تنها امواجی از تشعشعات الکترومغناطیسی نیست،‌ بلکه از ذراتی پرانرژی به نام فوتون نیز ساخته شده‌ است.

به گزارش بیگ بنگ به نقل از همشهری، اگر چه این نظریه از مدتها پیش به اصلی پذیرفته شده در فیزیک تبدیل شده‌ است، اما تاکنون هیچ آزمایشی به صورت مستقیم نتوانسته بود دوگانگی موج/ذره نور را همزمان مشاهده کند. با این‌ همه اکنون محققان دانشگاه پلی‌تکنیک لوزان در سویس ادعا کرده‌اند برای اولین بار موفق به ثبت تصویری از این رویداد شده‌اند. محققان برای دست‌یابی به این حالت از نور، آزمایشی را اجرا کردند که طی آن از الکترون‌ها برای تصویربرداری از نور استفاده کردند.

محققان پالس‌های بسیار کوچک لیزر را به نانوسیمی از جنس نقره که روی صفحه‌ ای گرافنی معلق بود و نقش عایق الکتریکی را بازی می‌کرد، تاباندند. نور لیزر انرژی را وارد این سیستم می‌کرد و سپس مستقیما روی ذرات باردار نانوسیم تاثیر می‌ گذاشت به شکلی که نانوسیم دچار ارتعاش شده و رفتاری مانند نانوآنتن‌های پلاسمونیک از خود نشان می‌داد. به بیانی دیگر، نانوسیم‌ها مشابه آنتن‌ هایی عمل کردند که الگوهای تابشی مشابه با جنبش لیزر دریافتی را از خود ایجاد می‌کردند.

پس از آن نور لیزر از ابتدا تا انتهای نانوسیم نوسان یافته و و در حین انجام این‌کار، امواج الکترومغناطیسی ایجاد کرد که در سطح عایق فلزی حرکت می‌کند. به زبان ساده‌تر، نور در طول سطح سیم میان دو قطب حرکت کرده و زمانی که امواج آن بازمی‌گردند و به مرکز سیم می‌رسند، یکدیگر را قطع کرده و موجی جدید را ایجاد می‌کنند که به نظر در یک نقطه ساکن می‌آید. این موج پایدار به عنوان منبع نور مورد نیاز برای این آزمایش مورد استفاده قرار گرفت. پس از آن محققان با تاباندن جریانی از الکترون به این منطقه، تلاش کردند از این موج نوری ثابت تصویربرداری کنند. زمانی که الکترون‌ها به این سطح از سیم رسیدند،با فوتون‌های نوری برخورد کرده و به دو حالت پرانرژی یا کم انرژی تبدیل شدند.

دانشمندان در نهایت با استفاده از فیلترهای عکسبرداری الکترون‌های پرانرژی را از دیگران جدا کردند و در برابر لنز میکروسکوپ الکترونی فوق‌سریع انتقالی قرار دادند تا بتوانند تغییرات در وضعیت انرژی الکترون‌ها را ثبت کرده و موج پایدار نور را به تصویر بکشانند. به این‌شکل به صورت همزمان موج نوری و طبیعت فیزیکی ساختار نور به ثبت رسیدند. دانشمندان معتقدند این آزمایش نه‌ تنها مشاهده فیزیکی دوگانگی موجی-ذره‌ای نور به شمار می‌رود، بلکه قدمی مثبت به سوی محقق ساختن رویای تجهیزات کوانتومی نوری و تکنولوژی‌های آینده خواهد‌ بود. نتایج این دستاورد در nature منتشر شده است.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: nbcnews

نقل از بیگ بنگ

عطف به عتف - نگاهی به پژوهش و ISI در ایران

امید عمومی - نامه به ریاست جمهوری

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

آخرین مقالات