Светлината проявява своята вълнова природа и в пространството, и във

Светлината демонстрира своята вълнова природа и в пространството, и във времето
(илюстрация: Imperial College London)

През 1801 година британският академик Томас Йънг първи сподели , че светлината се държи като вълна в пространството. Сега, 222 години по-късно, физици от Имперски лицей Лондон съумяха да потвърдят с опит, че светлината се държи като парченце и вълна освен в пространството, само че и във времето, т.е. удостоверяват нейната квантова природа.

В опита на Йънг светлината минава през два прилежащи тесни процепа. На екрана зад прорезите се появява цяла поредност от линии, което се изяснява с вълновите свойства на светлината – вълните от двата процепа си взаимодействат между тях и или се ускоряват взаимно, или се гасят взаимно с друга степен на активност. По този метод е потвърдена вълновата природа на светлината при разпространяване в пространството.
още по темата
Но доказването на вълновите свойства на светлината във времето се оказа доста по-сложно. Скоростта на светлината е прекомерно висока за опита и даже се подценява при изчисленията. Прието е като предписание, че светлината във времето се държи като парченце. Най-сетне група физици съумяха да пресъздадат опит с двоен процеп, който потвърди вълновата природа на светлината във времето.

В новия опит са направени два процепа от известен материал – 40-нм филм от индиев калаен оксид (използван в екраните на смарт телефони, например). Филмът е нанесен върху стъклен субстрат, затрупан със 100-нм пласт злато. Предложеният „ разрез ” играе ролята на огледало, което трансформира отразяващите си свойства от 8% на 60% при сигнал (след подаване на импулс), споделя за опита SciTechDaily.

Скоростта на превключване на прорезните огледала e феноменална – няколко фемтосекунди. Оказа се, че е допустимо да се следят процесите на светлинна интерференция във времето – вълните си взаимодействат след прекосяване през процепите и се ускоряват или гасят взаимно, само че това се случва не в пространството, а във времевата канара.

Прорезите работят като затвори на фотоапарат, които сработват с такава скорост, че единствено част от вълната минава през тях всякога. Това ще разреши, да вземем за пример, премерване на свойствата на светлината в един интервал на вълната.

Този опит отваря пътя към нова спектроскопия и ще бъде потребен при проучване на астрофизични феномени, да вземем за пример черни дупки. Също по този начин, времевата интерференция на светлината е нова опция в региона на квантовите калкулации и даже в региона на стандартната фотоника – в оптичните интерфейси или процесори.