Šviesa sudaryta iš bangų ar iš dalelių? Šis esminis klausimas mokslininkams ramybės nedavė ne vieną dešimtmetį, nes atrodė, kad abu atsakymai teisingi. Tačiau iki šiol atlikti eksperimentai parodė, kad šviesa elgiasi arba kaip dalelė, arba kaip banga, tačiau niekada dvejopai vienu metu.
Dabar pirmą kartą naujo tipo eksperimentas atskleidė, kad šviesa tuo pat metu elgiasi ir kaip dalelė, ir kaip banga. Šis naujasis aspektas gali padėti atskleisti tikrąją šviesos ir viso kvantinio pasaulio prigimtį, rašo LiveScience.com.
Diskusija siekia dar Isaaco Newtono laikus, kuris tvirtino, kad šviesa sudaryta iš dalelių, o Jamesas Clerkas Maxwellas, sukūręs elektromagnetizmo teoriją, suvienijusią elektros ir magnetines jėgas, rėmėsi prielaida, kad šviesa yra banga.
Tuomet 1905 metais Albertas Einsteinas reiškinį, vadinamą fotoelektriniu efektu, paaiškino iškeldamas idėją, kad šviesa sudaryta iš dalelių, vadinamų fotonais (už šį atradimą jis gavo Nobelio fizikos premiją).
Iš tiesų yra rimtų priežasčių manyti, kad šviesa yra ir dalelė, ir banga. Atrodo, kad tai būdinga visoms subatominėms dalelėms, įskaitant elektronus ir kvarkus, o taip pat neseniai atrastą į Higgso bozoną panašią dalelę. Ši idėja vadinama bangos-dalelės dvilypumu. Ji yra esminis kvantinės mechanikos teorijos principas.
Priklausomai nuo to, kokio tipo eksperimentas naudojamas, šviesa ar bet kokia kita dalelė elgsis kaip dalelė arba kaip banga. Iki šiol abiejų šviesai būdingų aspektų vienu metu stebėti nepavyko.
Tačiau mokslininkai vis tiek svarstė, ar pasikeitus aplinkybėms šviesa kinta ir būna tai dalelė, tai banga, ar šviesa visuomet tuo pat metu būna ir šviesa, ir dalelė.
Dabar pirmą kartą mokslininkai sukūrė naujo tipo matavimų aparatą, kuris gali tuo pat metu aptikti ir dalelėms, ir bangoms būdingą elgesį. Šis prietaisas remiasi keistu kvantiniu efektu, vadinamu kvantiniu nelokalumu, tvirtinančiu, kad ta pati dalelė vienu metu gali egzistuoti dvejose skirtingose vietose.
„Matavimų aparatas aptiko stiprų nelokalumą, o tai paliudijo, kad fotonas mūsų eksperimente tuo pat metu elgėsi ir kaip banga, ir kaip dalelė. Tai stiprus modelių, kuriuose fotonas yra arba banga, arba dalelė, paneigimas“, – teigė tyrimo vadovas fizikas Alberto Peruzzo iš Anglijos Bristolio universiteto.
Eksperimentas taip pat remiasi kitu keistu kvantinės mechanikos aspektu – kvantiniu susiejimu. Dvi dalelės gali būti susiję taip, kad vienos jų atliekami veiksmai paveikia kitą. Tokiu būdu tyrėjai galėjo leisti fotonams eksperimente atidėti pasirinkimą būti dalelėmis ar bangomis.
