Quantenmechanik: Foto zeigt Licht als Wellen und Teilchen

Licht kann sowohl den Charakter von Wellen als auch von Teilchen haben. Erstmals haben Forscher diese doppelte Natur des Lichts auf einmal abgebildet.

Artikel veröffentlicht am ,
Doppelnatur des Lichts: stehende Welle auf einem Nanodraht
Doppelnatur des Lichts: stehende Welle auf einem Nanodraht (Bild: Fabrizio Carbone/EPFL)

Wissenschaftler der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne (EPFL) haben Licht in seinen beiden Eigenschaften in einem Bild festgehalten. Es ist das erste Mal, dass das gelungen ist. Licht kann sich sowohl wie ein Teilchen als auch wie eine Welle verhalten. Das hat Albert Einstein Anfang des 20. Jahrhunderts herausgefunden. Bislang konnte aber entweder das eine oder das andere Verhalten beobachtet werden.

Stellenmarkt
  1. Fachinformatiker (m/w/d) für den IT Vor-Ort Support
    DATAGROUP Köln GmbH, Köln, München, Dessau
  2. Informatiker (m/w/d)
    Technische Hochschule Ingolstadt, Ingolstadt
Detailsuche

Die EPFL-Forscher um Fabrizio Carbone haben ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe sich Licht gleichzeitig als Teilchen und als Welle abbilden lässt. Dazu schießen sie zunächst einen Laserpuls auf einen Nanodraht aus Metall. Das Licht breitet sich als Welle nach beiden Seiten entlang des Drahtes aus. Die Wellen erreichen jeweils das Ende und laufen zur Mitte zurück. Dort treffen sie aufeinander und vereinigen sich zu einer stehenden Welle.

Elektronenstrom wird an Welle vorbeigeschossen

Dann schießen sie einen Strom von Elektronen dicht an dem Draht vorbei - nah genug, dass Elektronen und Photonen interagieren. Das ermöglicht es den Forschern, die Lichtwelle aufzunehmen - ähnlich, wie wenn man Farbe ins Wasser gießt, um Strömungsverläufe festzuhalten. Wenn die Elektronen mit der Welle interagieren, werden sie - abhängig von der Wellenhöhe - beschleunigt oder abgebremst. Ein ultraschnelles Transmissions-Elektronenmikroskop erfasst, wo es zu Geschwindigkeitsänderungen kommt. So konnten die Forscher den Wellencharakter des Lichts abbilden.

  • Welle und Teilchen: Doppelnatur des Lichts auf einem Bild eingefangen (Bild: Fabrizio Carbone/EPFL)
Welle und Teilchen: Doppelnatur des Lichts auf einem Bild eingefangen (Bild: Fabrizio Carbone/EPFL)

Wenn die Elektronen an der Welle vorbeifliegen, werden sie nicht nur in ihrer Geschwindigkeit beeinflusst. Sie interagieren auch mit den Photonen: Elektronen und Photonen tauschen Energie aus. Das zeigt den Teilchenaspekt des Lichts.

Golem Karrierewelt
  1. Elastic Stack Fundamentals – Elasticsearch, Logstash, Kibana, Beats: virtueller Drei-Tage-Workshop
    26.-28.09.2022, Virtuell
  2. Cloud Competence Center: Strategien, Roadmap, Governance: virtueller Ein-Tages-Workshop
    26.07.2022, Virtuell
Weitere IT-Trainings

"Dieses Experiment zeigt zum ersten Mal überhaupt, dass wir Quantenmechanik - und ihre paradoxe Natur - direkt filmen können", sagt Carbone. "Quantenphänomene in diesem Nanometerbereich abzubilden und zu kontrollieren, eröffnet neue Wege bei Quantencomputern." Die Forscher beschreiben ihre Entdeckung in der Fachzeitschrift Nature Communications.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


DarkForces 26. Mai 2017

Ich habe schon lange festgestellt, dass es zwei Bereiche im Leben gibt, wo man gerne...

johnsonmonsen 05. Mär 2015

Hallo _destruct(), Dein Post folgte als Antwort auf den meinen, allerdings weiß ich nicht...

__destruct() 05. Mär 2015

Es ging mir um deine erste Atombombe. Ist das auch das, wovon du gerade redest?

Tzwaeni 04. Mär 2015

Man hat nicht den Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes auf diesem Bild abgebildet! Was...



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
US-Streaming
Abonnenten immer unzufriedener mit Netflix

Wenn Netflix-Abonnenten das Abo kündigen, wird vor allem der hohe Preis sowie ein schlechtes Preis-Leistungs-Verhältnis als Grund dafür genannt.

US-Streaming: Abonnenten immer unzufriedener mit Netflix
Artikel
  1. Machine Learning: Die eigene Stimme als TTS-Modell
    Machine Learning
    Die eigene Stimme als TTS-Modell

    Mit Machine Learning kann man ein lokal lauffähiges und hochwertiges TTS-Modell der eigenen Stimme herstellen. Dauert das lange? Ja. Braucht man das? Nein. Ist das absolut nerdig? Definitv!
    Eine Anleitung von Thorsten Müller

  2. Elektro-SUV: Drako Dragon soll Teslas Model X Plaid deutlich übertreffen
    Elektro-SUV
    Drako Dragon soll Teslas Model X Plaid deutlich übertreffen

    Das Elektroauto Drako Dragon soll mit seinen vier Motoren eine Leistung von 1.470 kW entwickeln und 320 km/h Spitze fahren.

  3. Discovery+: Neues Streamingabo in Deutschland verfügbar
    Discovery+
    Neues Streamingabo in Deutschland verfügbar

    Während etwa Netflix oder Disney werbefinanzierte Varianten ihrer Abos planen, startet Discovery+ gleich mit einem solchen Dienst.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • MSI RTX 3080 Ti Ventus 3X 12G OC 1.049€ • Alternate (u. a. Corsair Vengeance LPX 32 GB DDR4-3600 106,89€) • be quiet! Pure Rock 2 26,99€ • SanDisk microSDXC 400 GB 29€ • The Quarry + PS5-Controller 99,99€ • Samsung Galaxy Watch 3 119€ • Top-PC mit Ryzen 7 & RTX 3070 Ti 1.700€ [Werbung]
    •  /