這是世界上第一個既是粒子又是波的光影像

科學家第一次成功地在一張電子顯微鏡影像中捕捉到了光的雙重性質——粒子和波。

到目前為止，科學家只能捕捉粒子或波形式的光影像，而不能同時捕捉兩者。但瑞士洛桑聯邦理工學院的一個團隊透過使用電子對這種非常奇怪的狀態下的光進行成像，成功地克服了先前實驗中遇到的障礙。

他們成功的關鍵在於他們不同尋常的實驗設計。首先，他們向懸浮在一塊奈米線上的單股奈米線發射雷射脈衝。電影。這會導致奈米線振動，並且光粒子（或光子）沿著奈米線向兩個可能的方向傳播。當沿相反方向傳播的光粒子在導線上相遇並重疊時，它們會形成波。這種狀態被稱為“駐波”，會產生在奈米線周圍輻射的光。

到目前為止一切都很好，但是這不會給您兩種光狀態的圖像。科學家發現，透過將電子流饋入奈米線附近的區域，他們可以迫使電子與限制在奈米線上的光之間發生相互作用。

這種相互作用導致電子加速或減速，研究小組使用超快電子顯微鏡捕捉到這一精確時刻，這樣他們就可以可視化駐波，“它充當光波性質的指紋”，新聞稿解釋說。將他們的結果發表在自然通訊，該團隊討論了光子和電子之間的碰撞以及電子所經歷的隨之而來的速度變化如何表現為能量交換，這可以透過顯微鏡可視化。

因此影像的頂部是駐波，而底部顯示光子所在的位置。

「這個實驗表明，我們有史以來第一次可以直接拍攝量子力學及其矛盾的本質，」團隊成員之一、物理學家法布里奇奧·卡本 (Fabrizio Carbone) 說道。在新聞稿中說。 「能夠像這樣在奈米尺度上成像和控制量子現象，開闢了一條新的途徑」。

瑞士的團隊組建了一個可愛的小視頻解釋他們的實驗。想像一下，如果每次光以粒子形式出現時，它實際上都會發出那些奇怪的小聲音。真是一場惡夢。