Поскольку световые волны сжимают между препятствиями, они разветвляются, явление, известное как дифракция. Теперь, впервые, физики вместо этого использовали свет для дифрагирования вопроса в форме электронов. Работа, сообщила в выпуске 13 сентября Природы, подчеркивает дополнительную подобную волне и подобную частице природу вопроса и предлагает новый метод исследования фундаментальной физики.
Накладывающиеся волны являются сердцем дифракции. Когда луч света проходит через трение дифракции, серию точно расположенных параллельных разрезов, он бросает так называемый образец дифракции с другой стороны. Яркие регионы появляются, где пики световой волны объединяются; где пики и углубления уравновешивают друг друга, существует темнота. Физики попробовали и в прошлом не использовали свет для дифрагирования электронов.
Теперь, одна бригада сообщает об успехе.Физик Херман Бэтелаан и его коллеги в университете Небраски, Линкольне, создали трение дифракции из чистого света. Они разделяют лазерный луч в два, изменил маршрут его и повторно объединил два луча передней частью. Накладывающиеся лазерные лучи произвели постоянную волну света с «разрезами», всего 200 миллимикронов шириной.
Когда электронный луч пересекает постоянную световую волну под прямым углом, это формирует отличительный «яркий» и «темный» образец из электронной интенсивности вне, объявляя электронную дифракцию. Реальная уловка в том, чтобы заставлять эксперимент работать находится в создании электронного луча, всего 25 микрометров шириной, или четверть ширины человеческих волос, говорит Бэтелаан.
Электроны ведут себя как волны, и свет принимает мантию вопроса: «Это выдвигает на первый план дуальность волны частицы, и это – один из краеугольных камней квантовой механики», говорит Бэтелаан.Это – «знаменательный эксперимент», говорит физик Марк Рэйзен из университета Техаса, Остина, представляя важный шаг в использовании света для управления электронами.
Метод предлагает способ разделить и повторно объединить электронные лучи для создания устройства, названного электронным интерферометром, который может исследовать атомы приблизительно с в 10,000 раз более высокой чувствительностью, чем ее оптический коллега. Электронная интерферометрия могла использоваться, чтобы исследовать взаимодействия между вопросом и заряженными частицами и изучить фундаментальную физику, отмечает Рэйзен.