แสงทำจากคลื่นหรืออนุภาคหรือไม่?
คำถามพื้นฐานนี้มีนักวิทยาศาสตร์เชื่อฟังมานานหลายทศวรรษเพราะแสงดูเหมือนจะเป็นทั้งคู่ อย่างไรก็ตามจนถึงขณะนี้การทดลองได้เปิดเผยแสงให้ทำหน้าที่เหมือนอนุภาคหรือคลื่น แต่ไม่เคยมีทั้งสองในครั้งเดียว
ตอนนี้เป็นครั้งแรกการทดลองประเภทใหม่ได้แสดงให้เห็นว่าแสงทำงานเหมือนทั้งอนุภาคและคลื่นพร้อมกันโดยให้มิติใหม่แก่ความไม่แน่ใจที่สามารถช่วยเปิดเผยธรรมชาติที่แท้จริงของแสงและของโลกควอนตัมทั้งหมด
การอภิปรายย้อนกลับไปอย่างน้อยที่สุดเท่าที่ไอแซคนิวตันผู้สนับสนุนแสงนั้นทำมาจากอนุภาคและเจมส์เสมียนแมกซ์เวลล์ซึ่งทฤษฎีที่ประสบความสำเร็จของแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งรวมพลังของกระแสไฟฟ้าและแม่เหล็กเข้าด้วยกัน จากนั้นในปี 1905 อัลเบิร์ตไอน์สไตน์อธิบายปรากฏการณ์ที่เรียกว่าเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกโดยใช้ความคิดที่ว่าแสงทำจากอนุภาคที่เรียกรางวัลโนเบลในฟิสิกส์) -นั่นคืออะไร? คำถามฟิสิกส์ของคุณตอบ-
ในที่สุดก็มีเหตุผลที่ดีที่จะคิดว่าแสงคือทั้งคู่อนุภาคและคลื่น- ในความเป็นจริงดูเหมือนว่าจะเป็นจริงของอนุภาค subatomic ทั้งหมดรวมถึงอิเล็กตรอนและควาร์กและแม้แต่อนุภาคที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้ ความคิดเรียกความเป็นคู่ของคลื่นและเป็นหลักพื้นฐานของทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัม
ขึ้นอยู่กับประเภทของการทดลองที่ใช้แสงหรืออนุภาคชนิดอื่น ๆ จะทำตัวเหมือนอนุภาคหรือเหมือนคลื่น จนถึงตอนนี้ทั้งสองด้านของธรรมชาติของแสงยังไม่ได้รับการสังเกตในเวลาเดียวกัน
แต่ถึงกระนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็สงสัยว่าแสงเปลี่ยนจากการเป็นอนุภาคเป็นคลื่นขึ้นอยู่กับสถานการณ์หรือไม่? หรือแสงเป็นทั้งอนุภาคและคลื่นพร้อมกันเสมอ?
ตอนนี้เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้คิดค้นอุปกรณ์การวัดรูปแบบใหม่ที่สามารถตรวจจับพฤติกรรมของอนุภาคและคลื่นในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ควอนตัมแปลก ๆ ที่เรียกว่าควอนตัม nonlocality ซึ่งเป็นความคิดที่ตอบโต้ได้ง่ายซึ่งเดือดลงไปในความคิดที่ว่าอนุภาคเดียวกันสามารถมีอยู่ในสองสถานที่ในครั้งเดียว
“ อุปกรณ์การวัดตรวจพบความไม่มั่นคงที่แข็งแกร่งซึ่งรับรองว่าโฟตอนมีพฤติกรรมพร้อมกันในฐานะคลื่นและอนุภาคในการทดลองของเรา” นักฟิสิกส์ Alberto Peruzzo แห่งมหาวิทยาลัยบริสตอลของอังกฤษกล่าวในแถลงการณ์ "สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงการพิสูจน์ที่แข็งแกร่งของแบบจำลองที่โฟตอนเป็นคลื่นหรืออนุภาค"
Peruzzo เป็นผู้เขียนบทความที่อธิบายถึงการทดลองที่ตีพิมพ์ในวารสาร Science ฉบับที่ 2 พ.ย.
นักฟิสิกส์ MIT Seth Lloyd ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในโครงการเรียกว่าการทดลอง "กล้าหาญ" ในบทความที่เกี่ยวข้องในวิทยาศาสตร์และกล่าวว่าในขณะที่มันอนุญาตให้โฟตอนที่จะชะลอการเลือกเป็นอนุภาคหรือคลื่นสำหรับการตัดสินใจในวันนี้ สไลด์! "
คุณสามารถติดตามนักเขียนอาวุโส LiveScience Clara Moskowitz บน Twitter @Claramoskowitz- สำหรับข่าววิทยาศาสตร์เพิ่มเติมติดตาม Livescience บน Twitter@livescience-
