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Fotografato il volto 'bifronte' della luce

E' contemporaneamente onda e particella

04 marzo, 10:32
La prima foto che mostra la luce contemporaneamente con onda e come particella (fonte: Fabrizio Carbone/EPFL) La prima foto che mostra la luce contemporaneamente con onda e come particella (fonte: Fabrizio Carbone/EPFL)

Per la prima volta è stato fotografato il volto 'bifronte' della luce: l'istantanea mostra la luce sia come particella sia come onda. L'esperimento, pubblicato sulla rivista Nature Communications, avvicina i computer quantistici e si deve al gruppo coordinato dall'italiano Fabrizio Carbone, del Politecnico di Losanna.

''Saper controllare e fotografare fenomeni di questo tipo - spiega all'ANSA Carbone - può aprire la strada a circuiti per computer quantistici in cui far circolare un'onda di luce sia per trasferire le informazioni sia per leggerle''.

Per Antonio Masiero, vice presidente dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Infn), ''e' un risultato molto significativo''. Finora, rileva, ''diversi esperimenti hanno osservato con successo sia la particella che l'onda, ma sempre in maniera distinta e mai contemporaneamente''. La natura della luce è oggetto di diatriba da secoli, prosegue Masiero: ''per Newton la luce era una particella, per Huygens invece un'onda. A fine '800 nelle equazioni di Maxwell sembrava aver trionfato la natura ondulatoria della luce ma nel 1905 Einstein mostra che la luce è costituita da particelle (quanti) che chiama fotoni''. Solo successivamente, con la meccanica quantistica si comprende che i fotoni sono sia particelle che onde.

Nell'esperimento un impulso di luce laser è stato sparato su un nanofilo metallico. La luce sul filo ha cominciato a circolare come un'onda, su due direzioni opposte fino al punto in cui le onde si sono scontrate. Dallo scontro è nata una nuova ondata, che resta però sempre nella stessa zona di spazio. A questo punto, spiega Carbone, ''abbiamo sparato un flusso di elettroni vicino al nanofilo: urtando l'onda stazionaria gli elettroni sono stati accelerati, rallentati o deflessi''.

Quindi un microscopio ultraveloce ha fotografato la posizione in cui si è verificata la variazione di velocità, visualizzando l'onda. Nello stesso tempo sono state immortalate anche le particelle: quando gli elettroni passano vicino all'onda stazionaria, colpiscono le particelle della luce e queste subiscono un cambiamento di velocità che appare come uno scambio di 'pacchetti' di energia tra elettroni e fotoni. La presenza dei pacchetti è la spia che gli elettroni hanno interagito con un'altra particella, quella della luce.

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