Ученые из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) разработали экспериментальный метод, который позволил им запечатлеть свет одновременно в виде волны и потока фотонов.

Для того, чтобы сфотографировать свет, исследователи направили лазерный импульс в сторону нанопровода диаметром около 80 нм. Лазер придает энергию заряженным частицам и свет начинает перемещаться по проводу в противоположных направлениях, а при встрече двух «встречных» волн образуется третья — стоячая, которая и стала источником света для эксперимента.

Во второй части эксперимента ученые выстрелили в нанопровод потоком электронов для отображения стоячей волны. По мере взаимодействия с волной частицы ускоряются или замедляются, а с помощью высокоскоростного микроскопа, фиксирующего точки, где происходит смена скорости, ученые получили снимки стоячей волны, демонстрирующие волновую природу света.

При этом электроны, проходя мимо стоячей волны, ударяют по фотонам, меняя их скорость. Динамика изменений скорости напоминает обмен квантами между двумя группами частиц, что свидетельствует о том, что свет на нанопроволоке ведет себя как поток частиц. Исследователи остались довольны экспериментом, который стал, по их словам, первым прецедентом фотосъемки процессов квантовой механики.