Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Физики впервые запечатлели двойственную природу света

Ключевые слова:  Дуализм, Свет, Физика, Фотон, Электромагнитная волна

Опубликовал(а):  Доронин Федор Александрович

04 марта 2015

В 1905 году Альберт Эйнштейн объяснил природу фотоэлектрического эффекта, наблюдаемого при падении света на различные металлы, когда освещённые материалы испускают электроны. С тех пор все физики знают, что свет это не просто электромагнитная волна, но и элементарная безмассовая частицы — фотон. Но при этом более ста лет учёные не могли придумать эксперимент, позволяющий воочию увидеть эту двойственную природу.

Наконец, с этой задачей справились швейцарские исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Они впервые сумели сделать снимок, показывающий, что свет ведёт себя одновременно как волна и как частица.

Фабрицио Карбоне (Fabrizio Carbone) и его коллеги направляли сверхкороткие импульсы лазера на серебряный наноразмерный провод, подвешенный на графеновой плёнке, играющей роль электрического изолятора.

Лазер передавал заряженным частицам металла дополнительную энергию, заставляя их осциллировать. При этом сам лазерный свет перемещался вдоль провода в двух противоположных направлениях, как автомобили на шоссе. Когда встречные потоки пересекались, образовывались новые волны, которые со стороны казались стоящими на одном месте. Эти неподвижные световые волны сформировали вокруг проволоки поле, которое и стало источником света для следующего эксперимента.

Исследователи направили на получившееся поле поток электронов. При столкновении электрона и фотона одна из частиц сообщала другой долю своей энергии. Если электрон получает энергию, он начинает двигаться быстрее, если отдаёт — замедляется.

Чтобы проследить за этими изменениями, физики нацелили на электроны сверхбыстрый просвечивающий электронный микроскоп (ПЭР). В том месте, где частицы меняли свой энергетический уровень, они смогли запечатлеть стоячие волны, которые являлись проявлением волновой природы света. В то же время, наблюдая получение электроном "энергетического пакета" от фотона, учёные наглядно продемонстрировали, что свет ведёт себя и как частица.

"В ходе этого эксперимента мы впервые смогли запечатлеть квантово-механическое явление и продемонстрировать его парадоксальность, — сообщает Карбоне в пресс-релизе. — Возможность визуализировать квантовые явления в нанометровом масштабе и способность управлять ими открывает новую дорогу к технологиям квантовых вычислений".
Подробные результаты исследования опубликованы в издании Nature Communications (от.ред. статья Simultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field в свободном доступе)



Источник: Вести.Наука



Комментарии
!!!
Опыт, разумеется, очень красивый. Но что, собственно, нового мы узнали???

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Упорядоченные кристаллы поваренной соли
Упорядоченные кристаллы поваренной соли

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

I МОСКОВСКАЯ ОСЕННЯЯ МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ПЕРОВСКИТНОЙ ФОТОВОЛЬТАИКЕ
14-15 октября 2019 года состоится школа - конференция молодых ученых - I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019).

Золото России на Международной Химической Олимпиаде
30 июля в Париже завершилась 51-я Международная химическая олимпиада. Она была рекордной по числу участников - 309 школьников из более, чем 80 стран. Олимпиада прошла под девизом "Двигаем науку вместе" ("Make the science together"). Сборная России на олимпиаде завоевала 4 золотые медали и в медальном зачете поделила 1-2 место с командой Кореи. Победителями стали Михаил Матвеев (Вологда) и три москвича - Даниил Бардонов, Алексей Шишкин и Никита Чернов.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.