Licht bestaat uit golven en deeltjes

Foto toont licht als golven en deeltjes tegelijk

Natuurkundigen weten al een tijdje dat licht uit golven en deeltjes bestaat. Maar ze zijn er pas onlangs in geslaagd dit verschijnsel op beeld vast te leggen.

3 juli 2015 door Malene Breusch Hansen

Zwitserse wetenschappers maken foto van lichtgolven en -deeltjes tegelijk

Al in 1905 voorspelde Albert Einstein dat licht zich niet alleen in golven voortbeweegt, zoals geluid, maar dat het ook uit kleine deeltjes bestaat, zogeheten fotonen.

Sindsdien is de schizofrene natuur van het licht met talloze experimenten aangetoond, maar we hebben nog nooit rechtstreeks waargenomen dat licht zich als golven én deeltjes verspreidt. Tot nu.

Een onderzoeksteam van de universiteit van Lausanne in Zwitserland gebruikte een nieuwe methode om een foto te maken van licht dat zich verplaatst als golven en deeltjes. De foto staat boven aan dit artikel.

Zo gingen de wetenschappers te werk:

1) De onderzoekers vuurden een laserstraal af op een piepkleine metalen draad. De laser bracht energie over op de draad, waardoor de deeltjes ervan gingen trillen.

2) Het licht verspreidde zich langs beide kanten van de draad. Toen de lichtdeeltjes op elkaar stuitten, ontstond er een nieuwe lichtgolf, die eruitzag alsof hij stilstond. De wetenschappers konden deze lichtgolf invangen rond de nanodraad.

3) De onderzoekers schoten een elektronenstraal dicht langs de lichtgolf en de nanodraad. Toen de elektronen de lichtgolf raakten, kregen sommige extra energie en snelheid, terwijl andere juist energie en snelheid verloren. De snelheidsveranderingen waren door een extreem snelle microscoop te zien als een staande golf.

Maar het licht bleek ook uit deeltjes te bestaan: de elektronen hadden niet met het licht kunnen interageren als het geen deeltjes waren geweest.

Foto is bruikbaar voor de ontwikkeling van kwantumcomputers

De energie-uitwisseling tussen elektronen en fotonen wordt kwantummechanica genoemd. Nu de wetenschappers met hun neus bovenop de kwantummechanica staan, kunnen ze met de kennis die ze opdoen wellicht betere kwantumcomputers ontwikkelen.

Als je meer wilt weten over dit onderwerp, kun je ons artikel over lichtgolven en -deeltjes lezen:

Bekijk ook ...

ONTVANG DE NIEUWSBRIEF VAN WETENSCHAP IN BEELD

Je ontvangt je gratis special, Onze extreme hersenen, als download zodra je je hebt aangemeld voor onze nieuwsbrief.

Ook gelezen

Niet gevonden wat je zocht? Zoek hier: