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[h=4]O que está a ver aqui é um grande avanço. A imagem acima revela uma propriedade da luz que nunca foi vista antes, embora já se soubesse que existia há muito tempo. Mas, finalmente, graças a uma experiência engenhosa de captura de imagem, agora é possível ver como a luz se comporta como uma onda e uma partícula ao mesmo tempo.[/h]A imagem foi publicada hoje no Nature Communications por uma equipa de cientistas baseados na Europa.
De acordo com um comunicado da École Polytechnique Fédérale de Lausanne sobre o artigo:
A experiência está montada da seguinte forma: um pulso de luz laser é disparado num pequeno nanofio metálico. O laser adiciona energia nas partículas carregadas no nanofio, fazendo com que vibrem. A luz viaja ao longo deste minúsculo fio em duas direções possíveis, como carros numa estrada. Quando as ondas que viajam em direções opostas encontram-se umas às outras, formam uma nova onda, que parece que ficar no lugar. Aqui, esta onda estacionária se torna a fonte de luz para a experiência, irradiando em torno do nanofio.
É aí que entra o truque da experiência: os cientistas dispararam um fluxo de electrões perto do nanofio, utilizando-os para registrar a imagem da onda estacionária de luz. Como os electrões interagem com a luz confinada no nanofio, acelerariam ou desacelerariam. Utilizando o microscópio ultra-rápido para captar a posição em que esta alteração na velocidade ocorreu, a equipa de Carbone conseguiu visualizar a onda estacionária, a qual age como uma impressão digital da natureza ondulatória da luz.
Embora este fenómeno mostre a natureza ondulatória da luz, simultaneamente demonstra o seu aspecto de partícula também. À medida que os electrões passam perto da onda estacionária de luz, «batem» nas partículas da luz, os fotões. Como mencionado acima, isto afecta a sua velocidade, fazendo com que se movam mais rapidamente ou mais lentamente. Esta mudança de velocidade aparece como uma troca de «pacotes» de energia (quanta) entre electrões e fotões. A própria ocorrência destes pacotes de energia que mostra a luz sobre o nanofio se comporta como uma partícula.
«Esta experiência demonstra que, pela primeira vez na história, podemos filmar a mecânica quântica – e a sua natureza paradoxal – diretamente», diz Fabrizio Carbone. Além disso, a importância deste trabalho pioneiro pode estender-se além da ciência fundamental, para tecnologias futuras. Como Carbone explica: «Ser capaz de captar e controlar fenómenos quânticos em escala nanométrica como este abre novos caminhos para a computação quântica.»
O artigo científico completo está disponível na Nature Communications, emSimultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field : Nature Communications : Nature Publishing Group.