我們都知道，光同時(shí)具有波的性質(zhì)和粒子的性質(zhì)，這種具有雙重性質(zhì)的性質(zhì)（好繞口……）稱為“波粒二象性”。然而，在我們的物理課上，這兩個(gè)性質(zhì)都是分開講的，即使有實(shí)驗(yàn)也是分開做。雖然科學(xué)家一直試圖同時(shí)展示這兩種性質(zhì)，但都以失敗告終。

最近，堅(jiān)持不懈的科學(xué)家終于取得了突破！瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）的科學(xué)家采用了一種新方法，首次在同一張圖片中拍到了“波”和“?！边@兩兄弟，并將此成果發(fā)表在Nature Communications上。

▲在同一張圖片中展示光的波粒二象性

哦，他們還拍了一個(gè)萌萌噠視頻來(lái)講解拍攝的過程。（講解見視頻后）

溫馨提示：請(qǐng)?jiān)赪IFI環(huán)境下觀看！

這張圖片是如何拍出來(lái)的呢？

EPFL的科學(xué)家Fabrizio Carbone帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，找出了一種非常聰明的新方法：用電子來(lái)顯示光的圖像。

他們是這樣做的：

用激光脈沖照射微小的金屬納米線。納米線中的帶電粒子被激光賦予了能量，開始振動(dòng)。沿著納米線長(zhǎng)度方向，兩束方向相反的光線相遇，形成駐波。這個(gè)光駐波在納米線周圍產(chǎn)生輻射，這就是他們要測(cè)量的光。

接著，科學(xué)家向納米線附近發(fā)射一束電子，以此來(lái)捕捉上述光駐波的成像。此時(shí)，能同時(shí)顯示出光的粒子性。因?yàn)楫?dāng)電子經(jīng)過光駐波附近時(shí)，它們“撞擊”到光子。這種碰撞會(huì)改變電子的速度，使其變快或變慢。這種速度的改變，表現(xiàn)為光子和電子之間一份一份能量（量子）的交換。這種能量在量子層面的交換，使納米線上的光展現(xiàn)出粒子的特性。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功，是人類歷史上首次同時(shí)拍下光的兩種看似矛盾的性質(zhì)，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)具有重大的意義。但這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的意義，遠(yuǎn)不止于此。在納米層面控制量子現(xiàn)象，將為量子計(jì)算打開一扇新的大門。

來(lái)源/sciencedaily

編譯/汪汪

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