科学家获得首幅捕捉到光波粒二象性照片
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苏马三号 楼主
北京时间2015年3月10日消息,“光线同时具有波粒二象性”是现代科学界最令人难以捉摸的观点之一。1905年,爱因斯坦率先描述光线的这种双重状态,试图依此解释光线表现出的一些明显矛盾的行为。但一直以来,科学家从未观察到光线同时以这两种状态存在。在尝试对这两种状态进行观察时,科学家只能看到一种状态,要么是光子粒子,要么是电磁波。现在,瑞士联邦理工学院的科学家首次拍摄到同时以波和粒子形式存在的光线照片,证明了爱因斯坦的理论,即光线这种电磁辐射同时表现出波和粒子的特性。
瑞士联邦理工学院采用的拍摄技术有助于开辟新的超快计算机领域,即利用物质的量子态。联邦理工学院的法布里泽-卡尔伯纳博士表示:“这项实验第一次证明我们能够直接对量子力学的怪异特征进行成像。能够成像以及在纳米尺度控制量子现象将开辟一条通往量子计算的新道路。”
光线的波型特性能够简单而清楚地观察到。当穿过一个棱镜时,阳光发生折射,分割成不同的色彩,不同颜色对应不同光线的波长。此外,光线也会表现出类似粒子的行为,例如铀等物质辐射时产生光子,极地高空气体在受到太阳风轰炸时形成极光。在发表于《自然-通讯》杂志的一篇论文中,研究小组阐述了他们的实验以及如何利用电子对光线进行成像。
实验中,他们朝着悬挂在石墨烯上方的微型金属线发射激光脉冲。在激光的作用下,金属线发生振动。随后,光线从两个方向穿过金属线。当以相对的方向移动时,光线在会合时形成新的光线“驻波”。随后,他们向纳米金属线发射电子流,超快显微镜因电子流的加速或者放缓对光线进行成像。卡尔伯纳表示最后拍摄的照片证明光线不仅表现出波的特性,同时也表现出粒子的特性。当电子近距离穿过驻波时,它们撞击驻波中的光子,再度影响最后捕捉到的画面。
瑞士联邦理工学院的科学家首次拍摄的同时以波和粒子形式存在的光线照片,证明了爱因斯坦的理论,即光线这种电磁辐射同时表现出波和粒子的特性。照片中,底部的切片状景象展示了光线的粒子特性,顶部的景象展示了光线的波特性。
地球大气层的高空气体原子在与太阳风携带的高能带电粒子进行碰撞时形成绚烂的极光。
当穿过一个棱镜时,阳光发生折射,分割成不同的色彩,不同颜色对应不同光线的波长。
2015年03月10日 03点03分 1
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这张图片是如何拍出来的呢?
EPFL的科学家Fabrizio Carbone带领团队,找出了一种非常聪明的新方法:用电子来显示光的图像。
他们是这样做的:
用激光脉冲照射微小的金属纳米线。纳米线中的带电粒子被激光赋予了能量,开始振动。沿着纳米线长度方向,两束方向相反的光线相遇,形成驻波。这个光驻波在纳米线周围产生辐射,这就是他们要测量的光。
接着,科学家向纳米线附近发射一束电子,以此来捕捉上述光驻波的成像。此时,能同时显示出光的粒子性。因为当电子经过光驻波附近时,它们“撞击”到光子。这种碰撞会改变电子的速度,使其变快或变慢。这种速度的改变,表现为光子和电子之间一份一份能量(量子)的交换。这种能量在量子层面的交换,使纳米线上的光展现出粒子的特性。
2015年03月10日 05点03分 4
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家采用了一种新方法,首次在同一张图片中拍到了“波”和“粒”这两兄弟,并将此成果发表在Nature Communications上。
2015年03月10日 05点03分
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这项实验的成功,是人类历史上首次同时拍下光的两种看似矛盾的性质,对基础科学具有重大的意义。但这项实验的意义,远不止于此。在纳米层面控制量子现象,将为量子计算打开一扇新的大门。
——摘自【宇宙传奇吧】
2015年03月10日 05点03分 5
[真棒]看来还是我们宇宙传奇吧吧主(纵横天下)掌握最新科研啊,宇宙传奇吧这消息都发了好几天了吧?[黑线]
2015年03月10日 14点03分
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2015年03月10日 05点03分 6
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2015年03月10日 05点03分 7
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哈哈不错
2015年03月10日 05点03分 9
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太落后了,我在十几年前就捕捉过光波粒二象性照片!不过嘛,在中国这是没什么大不了的小事!没人会关注的
其它在本吧我在三年前就发布过了,国外的研究只不过是仿照我的。
另外说说上帝粒子——两年前有人因为预言存在上帝粒子而获诺奖。可是我在十年前就已经验证了上帝粒子的实物并获取了它。在我有了数码相机能拍照后,早在四五年前我就将上帝粒子的实物照发布在雅虎、新浪、百度等的论坛博客贴吧里了。所谓的世界顶尖级科学家的新发现只不过都是我的陈年旧事罢了。。。。
以上所述,保证属实性!愿更多的世界顶尖科学家踩着我成名!
2015年03月10日 08点03分 10
这民科也太不专业了吧?上帝粒子是捕捉不到的,只能通过它对其他粒子产生的效应来观察
2015年03月10日 10点03分
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我不想知道他们是怎么做到的,我想知道发现了这个有什么实际意义?它能给我们的生活带来什么改变?
2015年03月10日 10点03分 11
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。。。
2015年03月10日 10点03分 12
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楼主,好久不见…[笑眼]
2015年03月10日 10点03分 13
你好!很久不见。
2015年03月10日 13点03分
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2015年03月10日 10点03分 14
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