MIT-onderzoekers bevestigen golf-deeltjesdualiteit van licht
Natuurkundigen van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) hebben met een verfijnde versie van het dubbelspleetexperiment de duale aard van licht bevestigd. De bevindingen, gepubliceerd op 28 juli 2025 in *Physical Review Letters*, demonstreren met atomaire precisie dat licht zich zowel als een golf als een deeltje gedraagt, maar niet tegelijkertijd.
Het dubbelspleetexperiment, dat in 1801 werd bedacht door Thomas Young, illustreert het fundamentele principe van de kwantummechanica: alle fysieke objecten, inclusief licht, vertonen zowel deeltjes- als golfgedrag.
In de nieuwe studie gebruikten de onderzoekers individuele atomen, gekoeld tot microkelvintemperaturen, als 'spleten'. Door de atomen in verschillende kwantumtoestanden te brengen, konden ze de mate van informatie beïnvloeden die de atomen verkregen over het pad van de fotonen. De resultaten bevestigden de voorspellingen van de kwantumtheorie: hoe meer informatie er werd verkregen over het pad van het licht (deeltjeskarakter), hoe lager de zichtbaarheid van het interferentiepatroon.
Wolfgang Ketterle, leider van het MIT-team, beschreef het experiment als een nieuwe variant op het dubbelspleetexperiment. Het team gebruikte meer dan 10.000 ultrakoude atomen, gerangschikt in een kristalachtige roosterconfiguratie, waarbij elk atoom fungeerde als een afzonderlijke 'spleet'. Een gevoelige detector registreerde het gedrag van de fotonen om vast te stellen of ze zich als een golf of een deeltje gedroegen.
De onderzoekers toonden aan dat het afstellen van de "fuzziness" van de atomen, of de mate van zekerheid over hun locatie, de waarschijnlijkheid beïnvloedde dat een foton zich als een golf of een deeltje zou gedragen. Een losser vastgehouden atoom vertoonde meer "fuzziness", waardoor het waarschijnlijker het pad van een foton zou volgen en dus deeltjesgedrag zou bevorderen. Omgekeerd handhaafden strak vastgehouden atomen een mate van onzekerheid die golfachtige interferentie mogelijk maakte.
De bevindingen ondersteunen de interpretatie van Niels Bohr van de kwantummechanica en bevestigen dat de golf- en deeltjesaard van licht niet gelijktijdig kan worden waargenomen.