Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
В интерференции света на первый взгляд нет ничего необычного. Самый обычный и даже, вроде как, простой процесс из физической оптики. Его легко воспринимают при изучении и очень просто запомнить, что интерференция — это сложение света.
Ну а теперь посмотрите на результат той самой интерференции. Это называется интерференционная картина. Она выглядит как зебра.
Хорошо… А в чём проблема-то? Ну вот такие они и точка. Есть светлые полосы и тёмные полосы. Так оно и должно быть. Ведь свет — это волна. Результат интерференции двух синусоид так и будет выглядеть. Реакция при встрече волн может быть деструктивной, то есть пики будут друг друга гасить, а может приводить к суммированию и полоса станет только ярче.
Это объясняет странные полоски. Вот только есть тут проблема, с которой долгое время бились все физики. Вы ведь помните, что свет — это не просто волна, а ещё и поток частиц. Тут всё довольно сложно описать простыми словами и сам копускулярно-волновой дуализм сейчас видится как устаревшая концепция. Сегодня считается правильным восприятие света именно как волны со свойствами частицы в некоторых случаях. Но это не отменяет того факта, что если мы рассматриваем фотоны как частицы света, пусть и своеобразные (что не противоречит современным взглядам физики), то просто невозможен сценарий, при котором на интерференционной картине есть белые и чёрные полосы. Представьте себе поток воды из шланга. Будет ли пятно от контакта струи и асфальта полосатым? Конечно нет и это следует из некоторой жизненной практики.
Оказывается, рассматриваемая проблема уже много лет обсуждается физиками и до недавнего времени считалась чем-то типа парадокса. Не было варианта описания того, как совместить все представления о свете и фотонах, и вписать туда все уже известные качества физического явления. Так или иначе выходило, что свет просто не должен пропадать и формировать столь явные полосы. Но решение было найдено.
Многовековая загадка предстала в новом свете благодаря исследованию международной группы ученых. Вопреки распространенному мнению, что свет “прячется” в темных областях интерференционной картины, полученные данные указывают на более глубокий и сложный процесс, происходящий на квантовом уровне.
Исследование, проведенное с использованием передовых методов квантовой оптики, показало, что свет при интерференции существует в двух различных квантовых состояниях: “светлом” и “темном”. Эти состояния определяют взаимодействие фотонов с детектором, например, атомом или фотопластиной.
“Светлые” состояния соответствуют фотонам, обладающим способностью передавать свою энергию стандартным детекторам. Они являются строительными блоками ярких полос, формирующих визуально наблюдаемую интерференционную картину.
Однако “темные” состояния представляют собой более загадочное явление. Фотоны, находящиеся в этих состояниях, не могут передать свою энергию обычному детектору, даже если они физически присутствуют в данной области пространства. Они словно “скрыты” от наблюдения при использовании данного метода измерения, формируя темные полосы в интерференционной картине.
Ключевым выводом исследования является то, что фотоны в темных полосах не исчезают. Они просто находятся в специфическом коллективном квантовом состоянии, которое “невидимо” для используемого способа измерения в данной точке. Это говорит о том, что свет не теряется, а преобразуется в форму, которая временно недоступна для стандартного наблюдения знания для создания более эффективных детекторов света, квантовых компьютеров и других передовых устройств. Дальнейшие исследования в этой области, несомненно, принесут новые открытия и углубят наше понимание таинственного мира квантовой физики.
Процесс действительно оказался более интересным, чем это кажется.
Поделись видео: