Annars har jag sparat den som ett Word
advertisement
http://www.nyteknik.se/art/17519 Publicerad i Ny Teknik 20010926 Kristall av ljus kröker materien Forskare har för första gången lyckats bevisa en 70 år gammal teori Ett intensivt, grönt ljus lyser upp labbet där Herman Batelaan och Dan Freimund jobbar. Där ljuset är som allra starkast har de två fysikerna lyckats tillverka en kristall bestående av enbart ljus. Med hjälp av detta ljusgitter har de amerikanska forskarna för allra första gången visat att materia kan böjas av med ljus, inte bara tvärtom. Den grönt lysande ljuskristallen lyckades kröka en tunn stråle av elektroner, på samma sätt som en vanlig kristall kan dela upp en ljusstråle. Fenomenet förutspåddes redan för sjuttio år sedan. De världsberömda fysikerna Paul Dirac och Peter Kapitza visste att såväl materia som ljus kan beskrivas som antingen partiklar eller vågor. Ljus kan uppfattas som antingen fotoner eller vågor, vilket är allmänt bekant. Men även elektroner kan uppfattas som vågor, inte bara som partiklar (elektronens "våglängd" är i detta fall bara tiotusendelen av ljusets). Den självklara konsekvensen av denna tvetydighet, som är en av grundstenarna inom kvantfysiken, är att ljus kan påverka materia på samma sätt materia kan påverka ljus. De två nobelpristagarna Dirac och Kapitza beskrev experimentet med ljuskristallen redan 1933. Men det är först nu som försöket har gått att genomföra. Tack vare dagens kraftfulla lasrar kan man göra en tillräckligt tät ljuskristall för att dess svaga inverkan på materiestrålar ska upptäckas. De amerikanska forskarna vid universitetet i Nebraska använder en mycket stark neodym Text: Anders Wallerius YAG-laser som ger kraftiga, men korta, laserpulser (0,2 jule, 10 nanosekunder). Laserljuset delas upp i två strålar som skickas rakt mot varandra, med speglars hjälp. Just där laserpulserna möts uppstår en stående våg av ljus. Det är denna våg som utgör den fem millimeter långa, och någon tiondels millimeter tjocka, ljuskristallen (gitterkonstanten är 266 nanometer). Det historiska experimentet går ut på att skicka en stråle av elektroner tvärs genom ljuskristallen. Enligt teorin ska elektronstrålen påverkas av ljusgittret på samma sätt som en ljusstråle påverkas när den passerar ett gitter av materia: strålen böjs så att det bildar ett karakteristiskt diffraktionsmönster på andra sidan. Det var precis vad som händer i det "gröna rummet" i USA när forskarna skickar sin elektronstråle (med energin 380 elektronvolt) genom ljuskristallen. Strålen, som bara är några tiotals mikrometer tjock, böjs av ljuset och delas upp i det typiska mönstret. Men effekten är så oerhört svag att avböjningen bara är någon hundradels grad. Det amerikanska experimentet öppnar dörren för extremt känsliga mätinstrument, på grund av elektronernas korta våglängd. Genom att dela upp en elektronstråle i två likadana (koherenta) strålar i en ljuskristall, kan de elektronstrålarna användas i en ytterst noggranna interferometer. På grund av elektronernas korta våglängd blir känsligheten tio tusen gånger högre än hos dagens ljusinterferometrar.
