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| Imagen de Gerd Altmann en Pixabay |
Por primera vez, los científicos han logrado capturar la naturaleza dual de la luz (partícula y onda) en una sola imagen de microscopio electrónico. Hasta ahora, los científicos solo podían capturar una imagen de la luz como una partícula o una onda, nunca ambas al mismo tiempo.
Sin embargo, un equipo de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza ha superado los desafíos que enfrentaron los experimentos anteriores al generar imágenes de luz en este estado tan extraño utilizando electrones.
La clave de su éxito
es su diseño de experimento inusual. Comienzan disparando un pulso láser a un solo hilo de nanocable suspendido en una pieza de película de grafeno. Esto hace que el nanocable vibre y las partículas de luz, o fotones, se envíen a lo largo de él en una de dos direcciones. Cuando las partículas de luz que se mueven en direcciones opuestas chocan y se superponen en el cable, forman una onda. Este estado, conocido como "onda estacionaria", genera luz que se irradia alrededor del nanocable.
Hasta ahora todo bien, pero eso no te dará una imagen de los dos estados de luz. Los científicos descubrieron que al alimentar una corriente de electrones en el área cercana al nanocable, podrían forzar una interacción entre los electrones y la luz que había sido confinada en el nanocable.
Esta interacción hizo que los electrones
aceleraran o desaceleraran, y los investigadores utilizaron un microscopio electrónico ultrarrápido para capturar este momento exacto con el fin de visualizar la onda estacionaria, "que actúa como una huella dactilar de la naturaleza ondulatoria de la luz", según el comunicado de prensa. El equipo analiza sus hallazgos en Nature Communications y explica cómo la colisión de fotones y electrones, así como el cambio de velocidad resultante que experimentan los electrones, aparece como un intercambio de energía que se puede ver con un microscopio.
Como resultado, la onda estacionaria se muestra en la parte superior de la imagen, mientras que los fotones se muestran en la parte inferior.
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| La fotografía del espacio energético de la luz confinada en un nanocable muestra simultáneamente tanto la interferencia espacial como la cuantificación de la energía. Crédito: Fabrizio Carbone/EPFL |
Este experimento demuestra que, por primera vez, podemos filmar la mecánica cuántica, y su naturaleza paradójica, directamente”, dijo uno de los miembros del equipo, el físico Fabrizio Carbone, en un comunicado de prensa. "Ser capaz de visualizar y controlar fenómenos cuánticos a escala nanométrica como este abre una nueva ruta hacia la computación cuántica".
Fuente: https://www.shiningscience.com/2023/05/this-is-worlds-first-image-of-light-as.html