1: 2015/03/09(月) 21:58:35.35 ID:???.net
掲載日:2015年3月3日
http://gigazine.net/news/20150303-light-particle-wave/

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 光は「粒子」の性質と「波」の性質を併せ持っていますが、これまでは同時に観測できなかったこの両方の性質を、スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)の研究チームが世界で初めて電子顕微鏡で撮影することに成功しました。

そのすごい写真がコレ。

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© 2015 EPFL
http://actu.epfl.ch/public/upload/news/images/4d/23/ba4c91c2.jpg

 といっても、何がどうすごいのかがとてもわかりづらいわけですが、なぜこれを撮影するのがそんなにすごいことなのか、どのようにして撮影したのかをEPFLがアニメーションムービーで解説していて、これを見れば事情がわりと簡単に把握できます。

Two-in-one photography: Light as wave and particle! - YouTube
https://www.youtube.com/watch?v=mlaVHxUSiNk&hd=1




 アインシュタインといえば「特殊相対性理論」「一般相対性理論」などで知られる20世紀の物理学者です。19世紀末まで「光は波である」という考え方が主流でしたが、それでは「光電効果」などの説明がつかなかったところに、アインシュタインは「光をエネルギーの粒子(光量子)だと考えればいい」と、17世紀に唱えられていた粒子説を復活させました。

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http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00269.jpg

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この「光量子仮説」による「光電効果の法則の発見等」でアインシュタインはノーベル物理学賞を受賞しました。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00270.jpg

その後、時代が下って、光は「波」と……
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00276.jpg

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「粒子」の、両方の性質を持ち合わせていると考えられるようになりました。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00277.jpg

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しかし、問題は光が波と粒子、両方の性質を現しているところを誰も観測したことがない、ということ。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00281.jpg

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そこでEPFLの研究者が考えた方法がコレです。まず直径0.00008mmという非常に細い金属製のナノワイヤーを用意し、そこにレーザーを照射します。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00297.jpg

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ナノワイヤー中の光子はレーザーからエネルギーを与えられ振動し、ワイヤーを行ったり来たりします。
光子が正反対の方向に運動することで生まれた新たな波が、実験で用いられる光定在波となります。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00305.jpg

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普段、写真を撮影するときはカメラのセンサーが光を集めることで像を結んでいます。
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00317.jpg

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では、光自体の撮影を行いたいというときはどうすればいいのか……?
http://i.gzn.jp/img/2015/03/03/light-particle-wave/snap00323.jpg
続きはソースで

<参照> 
The first ever photograph of light as both a particle and wave 
http://actu.epfl.ch/news/the-first-ever-photograph-of-light-as-both-a-parti/ 

Simultaneous observation of the quantization and the interference pattern of a plasmonic near-field : Nature Communications : Nature Publishing Group 
http://www.nature.com/ncomms/2015/150302/ncomms7407/full/ncomms7407.html 

The first ever photograph of light as a particle and a wave | EurekAlert! Science News 
http://www.eurekalert.org/pub_releases/2015-03/epfd-tfe030115.php

引用元: 【光学】世界で初めて「光」の粒子と波の性質を同時に撮影することに成功

【すごい!】世界で初めて「光」の粒子と波の性質を同時に撮影することに成功の続きを読む