Ilmuwan menangkap gambar pertama dari cahaya yang bertindak sebagai partikel dan gelombang

Cahaya

Meskipun merupakan prinsip fisika modern yang mapan, dualitas gelombang partikel cahaya bisa menjadi penyok pikiran yang nyata. Pendekatan untuk memahami alam semesta ini dipelopori oleh para ilmuwan seperti Albert Einstein dan Max Planck, yang akhirnya mengarah ke mekanika kuantum. Para peneliti telah mencoba untuk memvisualisasikan cahaya dalam kedua bentuk tersebut sejak saat itu, tetapi belum berhasil sampai sekarang. Sebuah tim di Institut Teknologi Federal Swiss di Lausanne (EPFL) mengklaim bahwa mereka telah merancang eksperimen untuk memotret cahaya sebagai partikel dan gelombang.



Momen eureka Einstein dalam studi cahaya terjadi ketika dia menjelaskan efek fotolistrik. Ketika sinar UV menyentuh permukaan logam, itu menghasilkan emisi elektron. Einstein menjelaskan fenomena ini dengan mengusulkan bahwa cahaya dapat bertindak sebagai partikel selain gelombang. Sekarang kita mengenal partikel-partikel ini sebagai foton, tetapi istilah itu tidak diciptakan sampai nanti. Eksperimen selanjutnya telah mengkonfirmasi sifat ganda cahaya, tetapi sebenarnya melihat keduanya sekaligus sesuatu . Tim EPFL yang dipimpin oleh Fabrizio Carbone mengambil eksperimen asli itu dan memutarnya untuk mengambil gambar cahaya seperti itu.

mikroskopEksperimen dimulai dengan pulsa laser ditembakkan ke kawat nano logam. Laser merangsang partikel kawat nano, menyebabkan energi merambat bolak-balik di sepanjang kawat. Ini menjebak cahaya sebagai gelombang berdiri dan berfungsi sebagai sumber cahaya dalam percobaan. Ada berbagai cara untuk mengamati sistem ini dan mendapatkan hasil yang menunjukkan cahaya sebagai gelombang, tetapi peneliti EPFL ingin melihat aspek partikel pada saat yang sama. Untuk menyelesaikan foton pada saat yang sama, mereka menembakkan aliran elektron ke kabel dan melihat hasil mishmash.



Saat elektron melewati kawat nano, beberapa di antaranya akan berinteraksi dengan foton dalam gelombang berdiri. Sebuah mikroskop yang sangat sensitif digunakan untuk mengamati kawat nano untuk bukti elektron yang dipercepat atau diperlambat dari interaksi ini. Jadi itu gelombangnya, tapi bagaimana dengan masing-masing partikel? Perubahan kecepatan ini dapat diukur sebagai pertukaran paket energi, atau kuanta. Mikroskop digunakan untuk memetakan lokasi di mana pertukaran paket energi terjadi di sepanjang kabel, mengarah ke gambar yang terlihat di atas - penggambaran cahaya sebagai partikel dan gelombang dalam sistem yang sama.



Ini pengamatan langsung dari sifat kuantum cahaya dapat memengaruhi hal-hal di luar lab. Melacak nuansa mekanika kuantum dalam skala kecil terbukti sangat berharga bagi perkembangan komputasi kuantum. Alam semesta kuantum masih aneh dan sulit untuk dipahami sepenuhnya, tetapi ini bisa membuat kita sedikit lebih dekat untuk memahaminya.

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com