Cientistas conseguiram capturar a dupla natureza de luz.
Até agora, os cientistas só tinham sido
capazes de capturar imagens da luz ou como partícula, ou como onda, e nunca as
duas ao mesmo tempo.
Mas uma equipe da École Polytechnique
Fédérale de Lausanne, na Suíça conseguiu superar os obstáculos que afetaram
experiências anteriores, utilizando elétrons para captar imagens da dupla
natureza da luz.
A chave para o seu sucesso foi o design
incomum da experiência que levaram a cabo. Primeiro eles dispararam um pulso de
luz laser num único nanofio suspenso num pedaço de filme de grafeno. Isso fez
com que o nanofio vibrasse, e as partículas de luz - ou fótons - fossem enviadas,
viajando ao longo dele em duas direções possíveis.
Quando as partículas de luz que viajavam
em sentidos opostos se encontraram em sobreposição no nanofio, elas formavam
uma onda. Conhecida como a 'onda em pé', este estado cria a luz que irradia ao
redor do nanofio. Até aí tudo bem, mas isso não daria uma imagem dos dois
estados da luz.
Os cientistas conseguiram fazer isso ao
enviar um fluxo de elétrons para a área perto do nanofio, de forma a que eles
pudessem forçar uma interação entre os elétrons e a luz que tinha sido
confinada no nanofio. Esta interação fez com que os elétrons acelerassem ou
desacelerassem, e a equipa usou um microscópio eletrônico ultrarrápido para
capturar esse momento exato, para verem a onda estacionária, que funciona como
uma impressão digital da natureza de onda da luz.
Na publicação dos seus resultados, na
revista Nature Communications, a equipe discute como essa colisão entre os fótons
e os elétrons e o consequente aumento de velocidade experimentado pelos elétrons
aparece como uma troca de energia, que pode ser visualizada pelo microscópio.
Assim, a parte superior da imagem é a onda estacionária, enquanto a parte
inferior mostra onde os fótons estão localizados.
"Esta experiência demonstra que, pela
primeira vez na história, podemos filmar a mecânica quântica - e a sua natureza
paradoxal - de forma direta", disse o físico Fabrizio Carbone, que fez
parte da equipe. "Ser capaz de captar e controlar fenômenos quânticos em
escala nanométrica como esta abre uma nova rota para a computação
quântica".
Comentários