licht als deeltjes en een golf

Licht gedraagt zich als een deeltje en als een golf. En voor het eerst is het onderzoekers gelukt om een foto te maken waarop we licht zowel als een golf als een deeltje zien.

Albert Einstein stelde dat golf niet alleen een golf is, maar ook een stroom van deeltjes. En hij lijkt gelijk te hebben: het is onderzoekers al meerdere malen gelukt om een foto te maken waarop licht zich als een deeltje of als een golf gedraagt. Maar nog nooit is het onderzoekers gelukt om ervoor te zorgen dat licht zich gelijktijdig gedraagt als een golf en deeltjes en dat ook te vereeuwigen.

Tot nu. Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne hebben een foto gemaakt waarop we licht als een golf en als deeltjes zien. Dat melden ze in het blad Nature Communications.

Onderstaand filmpje legt helder uit hoe de onderzoekers dat hebben bewerkstelligd. Kort gezegd: ze namen een dunne metalen draad (een nanodraad) en lieten een puls laserlicht op de draad los. Het licht reisde vervolgens in twee tegenovergestelde richtingen langs de draad. Wanneer twee golven die in tegenovergestelde richting reizen elkaar tegenkomen, ontstaat een nieuwe golf: een staande golf. Deze staande golf deed dienst als de lichtbron voor het experiment. Vervolgens vuurden de onderzoekers een stroom elektronen op de draad af. Deze elektronen gebruikten ze om een foto te maken van de staande golf. Die elektronen gingen de interactie aan met de fotonen. Daarop gingen de elektronen sneller of trager bewegen. Die snelheidsverandering bewijst dat het licht zich niet alleen gedraagt als een golf, maar ook als deeltjes. Het enige wat de onderzoekers restte, was: een foto maken.