Enligt kvantteorin, den fysik som används för att beskriva vad som händer i den subatomära världen, består ljus av både partiklar och vågor — samtidigt.
Problemet är bara att när man undersöker saken närmare förvandlas ljuset snarare till antingen eller, beroende på hur undersökningen går till. Om ljus undersöks på ett visst sätt, uppför det sig som om det består av partiklar. Och om det studeras på ett annat vis, beter det sig som om det var en våg. Ingen ordning alls.
Nästan som telepati
Detta ”antingen eller” har irriterat fysikerna som har letat efter sätt att observera dessa två egenskaper samtidigt. Hittills har alla sådana försök misslyckats, men i tidskriften Science berättar nu en grupp forskare vid University of Bristol i England att de kanske har löst problemet.
De har nämligen utvecklat en helt ny typ av mätutrustning som kan mäta både partikel- och våglika beteenden på en och samma gång.
Utrustningen bygger på ett fenomen som kallas kvantintrassling, vars upptäckare var en av kandidaterna för årets Nobelpris i fysik. Det innebär, mycket kortfattat, att två partiklar som utgår från ett och samma system kan stå i förbindelse med varandra, så att den ena vet vad den andra gör, nästan som telepati.
Starkt motbevis
När forskarna mätte ljuspartiklar, fotoner, med den nya utrustningen såg de, för första gången, att ljus verkligen består av både partiklar och vågor. På en och samma gång.
– Mätningarna visade en stark intrassling, vilket tyder på att ljuset uppförde sig både som en våg och som en partikel samtidigt. Detta är ett starkt motbevis för de modeller där ljuset är antingen en våg eller en partikel, säger Alberto Peruzzo vid Centre for Quantum Photonics.
Ljust det!
Ljus skickas ut när atomer gör sig av med överskottsenergi.
Genom tiderna har två olika uppfattningar om ljusets natur tävlat med varandra. Omkring 1700 hävdade Huygens att ljuset är en vågrörelse, medan Newton menade att ljuset är en ström av partiklar.
Under första delen av 1800-talet visade Thomas Young och Fresnel att ljuset böjs av när det stryker förbi kanten av ett föremål, som en våg.
I början av 1900-talet blev det alltmer uppenbart att ljuset är en ström av partiklar, fotoner.
I kvantmekaniken förenades de båda uppfattningarna i ett dualistiskt betraktelsesätt: ljuset är både en partikelström och en vågrörelse. Men beroende på hur vi arrangerar ett experiment kommer ljuset att uppvisa antingen sin partikelnatur eller sin vågnatur.