الفوتون هو جسيم من الضوء لا يمكن تقسيمه إلى أجزاء. لكن إذا وضعت حاجزًا في طريقه، فلن تحصل على نصف فوتون، بل على شيء غريب: مزيج من أعداد مختلفة من الفوتونات، يبدو على اليسار كفوتون واحد، وعلى اليمين كالفراغ. و كأن الضوء 'مُلطَّخ' بين الوجود والعدم. كيف يُعقل ذلك؟
يتكون الضوء من حزم تسمى الفوتونات. كان ماكس بلانك أول من أدرك أن الضوء ينبعث على هيئة كمّات. أما اليوم فأصبح بمقدورنا توجيه فوتونات منفردة. عندما يلتقي هذا الفوتون بغالق سريع، فإنه لا يمكن شطره — فـنصف الفوتون غير موجود. بدلاً من ذلك، ينشأ مزيج كمومي من حالات بأعداد مختلفة من الفوتونات: صفر، واحد، اثنان، ثلاثة... بلا حدود. الأمر أشبه بقطرة تصطدم بشفرة فتتناثر على شكل نافورة من الرذاذ، حيث يمثل كل رذاذ احتمال نتيجة معينة.
من المفارقات أن هذا المزيج المُعقّد يبدو بسيطًا: إلى يسار الغالق نجد الفوتون نفسه بالطاقة ذاتها، وإلى اليمين ظلام تام، وبينهما منطقة انتقال رقيقة جدًا. تفصيل غير متوقع: إذا أغلق الغالق أسرع من مدة النبضة، فقد يُسجّل الكاشف فوتونين أو ثلاثة، رغم إرسال فوتون واحد بدقة. هذا نتيجة للتلطّخ الكمومي.
يفتح هذا السلوك للضوء الطريق أمام تحسين أجهزة قياس الضوء (أجهزة لقياس السطوع) وأساليب التشفير الكمومي، حيث يكون كل فوتون ذا أهمية.
🎯 عند وجود غالق سريع بما يكفي، يمكن للفوتون المنفرد أن يتضاعف: يُبصر الكاشف فوتونين أو ثلاثة، مع أن المُرسَل واحد. هذا ليس وهمًا، بل نتيجة مباشرة للطبيعة الكمومية للضوء.