Właściwość fali i cząstek to dwie podstawowe właściwości materii w naturze. W przypadku światła debata na temat tego, czy jest to fala, czy cząstka pochodzi z XVII wieku. Newton ustanowił w swojej książce stosunkowo doskonałą teorię światłaOptyka, która sprawiła, że teoria światła stała się teorią głównego nurtu przez prawie sto lat. Huygens, Thomas Young, Maxwell i inni wierzyli, że światło jest falą. Do początku XX wieku Einstein zaproponowałOptykaWyjaśnienie kwantowefotoelektrycznyEfekt, który sprawił, że ludzie zdali sobie sprawę, że światło ma charakterystykę dualności fali i cząstek. Bohr wskazał później w swojej słynnej zasadzie komplementarności, że to, czy światło zachowuje się jak fala, czy cząstka zależy od konkretnego środowiska eksperymentalnego i że obu właściwości nie można zaobserwować jednocześnie w jednym eksperymencie. Jednak po tym, jak John Wheeler zaproponował swój słynny eksperyment z opóźnionym selekcją, w oparciu o jego wersję kwantową, teoretycznie udowodniono, że światło może jednocześnie ucieleśnić stan superpozycji cząstek fali „ani fali, ani cząsteczki, ani fali, ani cząsteczki”, a to dziwne zjawisko zaobserwowano w dużej liczbie eksperymentów. Eksperymentalna obserwacja superpozycji cząstki fali światła stanowi wyzwanie tradycyjnej granicy zasady komplementarności Bohra i redefiniuje koncepcję dualności fali.
W 2013 r., Zainspirowany Cheshire Cat w Alice w Krainie Czarów, Aharonov i in. zaproponował kwantową teorię CASHIRE CAT. Teoria ta ujawnia bardzo nowe zjawisko fizyczne, to znaczy ciało kota Cheshire (istota fizyczna) może zrealizować oddzielenie przestrzenne od jego uśmiechniętej twarzy (atrybut fizyczny), co umożliwia oddzielenie atrybutów materialnych i ontologii. Następnie naukowcy zaobserwowali zjawisko kota Cheshire zarówno w systemach neutronowych, jak i fotonów, a dalej obserwowali zjawisko dwóch kwantowych kotów Cheshire wymieniających uśmiechnięte twarze.
Niedawno, zainspirowany tą teorią, zespół profesora Li Chuanfenga na University of Science and Technology of China, we współpracy z zespołem profesora Chena Jinglinga na Uniwersytecie Nankai, zdał sobie sprawę z rozdzielenia dualizmu fali cząstek falaOptyka, to znaczy przestrzenne oddzielenie właściwości fali od właściwości cząstek, poprzez projektowanie eksperymentów z wykorzystaniem różnych stopni swobody fotonów i stosowanie słabych technik pomiaru opartych na wirtualnej ewolucji czasu. Właściwości fali i właściwości cząstek fotonów obserwuje się jednocześnie w różnych regionach.
Wyniki pomogą pogłębić zrozumienie podstawowej koncepcji mechaniki kwantowej, dualności fali cząstkowej i zastosowanej metody słabej pomiaru, dostarczy również pomysłów na badania eksperymentalne w kierunku precyzyjnego pomiaru kwantowego i komunikacji alternatywnej.
|. Informacje papierowe |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. i in. Eksperymentalna demonstracja oddzielania dualności fali i częściowego pojedynczego fotonu z kwantowym kota Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5
Czas postu: DEC-25-2023