Lys kan både være bølger og partikler - på samme tid
Siden Isaac Newtons tid har forskerne diskuteret det underlige fænomen - det ene øjeblik opfører lys sig som en bølge, det næste som en partikel. Nu viser det sig, at lys kan være begge dele på samme tid.

Denne illustration viser lysets dobbelte natur - i et nyt eksperiment har engelske forskere påvist, hvordan lyset både kan være en bølge og en partikel på samme tid. (Foto: S. Tanzilli, CNRS)

Denne illustration viser lysets dobbelte natur - i et nyt eksperiment har engelske forskere påvist, hvordan lyset både kan være en bølge og en partikel på samme tid. (Foto: S. Tanzilli, CNRS)

Eksisterer lys i partikel eller bølgeform? Dette fundamentale spørgsmål har generet forskere i årtier, fordi lyset umiddelbart virker til at være begge dele.

Indtil nu har eksperimenterne dog kun kunne påvise, at lyset opførte sig enten som en partikel eller som en bølge – aldrig som begge dele på én gang.

Men nu er det lykkedes: Med en ny type eksperiment har forskere fra Bristol University i England for første gang afsløret, at lys både kan opføre sig som en bølge og som en partikel på samme tid. Det skriver LiveScience.

(Læs også: 'Glas kan smelte ved hjælp af kvante-vibrationer' og 'Kvantecomputere rykker tættere på')

Denne opdagelse lægger en helt ny dimension til vores hidtidige opfattelse af lysets sande natur og kan hjælpe os med at blive klogere på kvanteverdenen i øvrigt.

Debatten om lys går tilbage til Newton

Debatten går helt tilbage til Isaac Newtons tid. Han mente, at lyset bestod af partikler.

James Clerk Maxwell fremlagde til gengæld sin teori om elektromagnetisme, hvilket forenede kræfterne bag elektricitet og magnetisme og afhang af en model, hvori lyset var en bølge.

I 1905 forklarede Albert Einstein den fotoelektriske effekt ud fra ideen om, at lyset var lavet af partikler kaldet fotoner – denne opdagelse vandt han Nobelprisen i fysik for.

Lys kan eksistere to steder på én gang

Afhængigt af, hvilken type eksperiment man bruger, vil lys, og alle andre partikler, opføre sig enten som en partikel eller som en bølge.

Nu, for første gang, har forskere udarbejdet en ny form for måleapparat, som både kan måle bølge- og partikelopførsel på samme tid. Apparatet bygger på en underlig kvanteeffekt ved navn ’ikke-lokalitet’, som dybest set betyder, at et partikel kan eksistere to steder på én gang.

»Måleapparatet opfangede stærk ikke-lokalitet, hvilket bekræftede, at fotonet opførte sig både som en bølge og som en partikel i vores eksperiment,« udtaler fysikeren Alberto Peruzzo fra Bristol Universitet, England, i en pressemeddelelse.

Han er hovedforfatter på det nye studie, som er udkommet i det anerkendte tidsskrift Science.

Partikel-bølge-dualitet

I virkeligheden er der god fornuft i tanken om, at lys både er en partikel og en bølge.

Faktisk synes det samme at være sandt for alle subatomare partikler, inklusive elektroner og kvarker og endda den nyfundne Higgs-partikel.

Ideen kaldes for partikel-bølge-dualitet og er en fundamental del af teorien bag kvantemekanik. Det er bare aldrig før lykkedes at påvise, at det faktisk var sådan, det forholdt sig.

Annonce

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om det bizarre havdyr her.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk