Światło - jedna z największych zagadek, jakie znamy

Światło - jest wokół nas, działa dzięki niemu sporo urządzeń na baterie słoneczne, potrzebujemy go do dobrego samopoczucia, jednak rzadko kiedy człowiek zdaje sobie sprawę z tego, że ma ono niezwykle zagadkową naturę. Do tej pory nauka postrzegała światło jednocześnie jako falę elektromagnetyczną oraz jako strumień cząstek nazywanych fotonami. Jednak pewien eksperyment zaprzecza dotychczasowym wyobrażeniom tego typu. W dodatku zmienia on nieco sposób postrzegania fizyki kwantowej!

Temat to niezwykle ciekawy, choć nie dla każdego. Fizyka kwantowa zaprzecza zdrowemu rozsądkowi, zaś jej badanie przypomina zagłębianie się w jakieś dziwne rejony, gdzie wszystko jest możliwe. Poza zasięgiem naszego oka rozciąga się rzeczywistość odmienna od tego, co znamy, jednak jest ona jednocześnie podstawą wszystkiego, co znamy*. Przykład pierwszy z brzegu - zasada nieoznaczoności Heisenberga mówi, że w przypadku niektórych par pomiarów wysoka precyzja jednego z nich zmniejsza dokładność, z jaką można dokonać drugiego.

Ale do rzeczy. Jak wspomniałem, przyjmuje się, że światło ma jednocześnie naturę falową (fale świetlne) oraz cząsteczkową (fotony). Wobec zasady nieoznaczoności nie jest możliwe jednoczesne obserwowanie obu sposobów zachowania się światła - widzimy albo fale albo cząsteczki. No i właśnie fizyka kwantowa po raz kolejny pokazała, że wiemy, iż nic nie wiemy i udało się zaobserwować oba stany na raz. Dokonał tego zespół naukowców w Toronto, pod wodzą Aephraima Steinberga.

Przeprowadzono tzw. "słabe pomiary" ruchu fotonów. Przechodziły one przez cienką warstwę kalcytu, który nieznacznie zmieniał sposób poruszania się fotonu. Uśredniając parametry wielu fotonów i mierząc tylko świetlne wzory, naukowcy byli w stanie wywnioskować, jak poruszały się fotony. Co prawda jednoczesne poznanie dokładnej pozycji i parametrów ruchu każdego fotonu nie powinno być możliwe, ale udało się wyznaczyć przeciętne parametry przy znanej pozycji. Dotąd twierdzono, że albo parametr, albo pozycja. Tak więc otwierają się przed nami kolejne niepoznane dotąd rejony nauki, mogące przynieść nowe sposoby postrzegania rzeczywistości.

*powtórzenie celowe

Źródło: sciencedaily.com