Er is een nieuwe theorie ontwikkeld die beschrijft hoe golven informatie uit onze omgeving transporteren. De theorie, genaamd golf-deeltjes dualiteit, stelt dat golven zowel deeltjesachtige als golfachtige eigenschappen hebben. Dit betekent dat golven zich kunnen gedragen als deeltjes wanneer ze worden waargenomen en een interactie aangaan met materie, maar dat ze zich ook kunnen gedragen als golven wanneer ze niet worden waargenomen en door de materie gaan.

Deze theorie helpt verklaren waarom golven informatie uit onze omgeving kunnen overbrengen. Wanneer een golf interageert met materie, draagt ​​deze een deel van zijn energie over aan de materie. Deze energieoverdracht kan ervoor zorgen dat de materie gaat trillen of bewegen, wat vervolgens door onze zintuigen kan worden waargenomen. Als we bijvoorbeeld een geluid horen, zorgen de geluidsgolven ervoor dat onze trommelvliezen gaan trillen. Onze hersenen interpreteren deze trilling vervolgens als geluid.

Wetenschappers bestuderen de dualiteit van golven en deeltjes al meer dan een eeuw en hebben talloze experimenten uitgevoerd om deze theorie te ondersteunen. Een van de bekendste experimenten is het dubbelspletenexperiment. Bij dit experiment wordt een lichtstraal door twee spleten in een scherm gestuurd. Als licht een zuivere golf zou zijn, zouden we achter de spleten een enkele heldere vlek op het scherm verwachten. Wat we echter feitelijk zien is een reeks heldere en donkere banden. Dit patroon kan worden verklaard door de dualiteit van golven en deeltjes. De heldere banden komen overeen met plaatsen waar de golven uit de twee spleten constructief interfereren, terwijl donkere banden corresponderen met plaatsen waar ze destructief interfereren. De afgelopen jaren is deze theorie experimenteel getest, zelfs in biologische weefsels, met veelbelovende resultaten voor medische vakgebieden, omdat het de weg vrijmaakt voor het vermogen om biologische beelden te genereren met een ongekende ruimtelijke resolutie en penetratiediepte via een niet-invasieve methode.

Wetenschappers die de dualiteit van golven en deeltjes bestuderen, geloven dat er een aantal manieren zijn waarop golven informatie uit onze omgeving overbrengen. De meest bestudeerde golf is de elektromagnetische golf. Deze golf draagt ​​alle informatie en het spectrum varieert van infrarood tot zichtbaar licht (inclusief alle kleuren van de regenboog) en eindigend met ultraviolet licht. Bovendien bestaan ​​biologische monsters uit een complex geheel van biologische structuren (van moleculen tot hele cellen in een orgaan) met verschillende ruimtelijke afmetingen. Zoals eerder vermeld hebben elektromagnetische golven eindige golflengten, wat betekent dat deze golven alleen informatie kunnen oplossen en transporteren van objecten met een vergelijkbare of grotere schaal als de golflengte. Dit leidt tot een inherent probleem:hoe langer de golflengte, hoe lager de resolutie of de hoeveelheid informatie gecodeerd in dit gegeven golftype.

Dualiteit tussen golven en deeltjes is een revolutionaire benadering van de manier waarop we denken over licht, deeltjes en de interactie daartussen. Dit nieuwe begrip van de ingewikkelde verschijnselen om ons heen heeft niet alleen onze kennis van de fundamentele natuurkunde verdiept, maar heeft ook de weg vrijgemaakt voor baanbrekende technologische vooruitgang, variërend van beeldvormingstechnieken met ultrahoge resolutie tot efficiënte energieproductie, met potentiële doorbraken die nog achter de horizon liggen en die de definitie van de natuur nog verder zouden herdefiniëren. onze wereld en vorm toekomstige wetenschappelijke landschappen.