Golf- en deeltjie-eienskappe is twee basiese eienskappe van materie in die natuur. In die geval van lig dateer die debat oor of dit 'n golf of 'n deeltjie is, terug na die 17de eeu. Newton het 'n relatief perfekte deeltjieteorie van lig in sy boek gevestig.Optika, wat die deeltjieteorie van lig vir byna 'n eeu die hoofstroomteorie gemaak het. Huygens, Thomas Young, Maxwell en ander het geglo dat lig 'n golf is. Tot die vroeë 20ste eeu het Einstein dieOptikakwantumverduideliking van diefotoëlektrieseffek, wat mense laat besef het dat lig die eienskappe van golf- en deeltjiedualiteit het. Bohr het later in sy beroemde komplementariteitsbeginsel daarop gewys dat of lig as 'n golf of 'n deeltjie optree, afhang van die spesifieke eksperimentele omgewing, en dat beide eienskappe nie gelyktydig in 'n enkele eksperiment waargeneem kan word nie. Nadat John Wheeler egter sy beroemde vertraagde seleksie-eksperiment voorgestel het, gebaseer op sy kwantumweergawe, is dit teoreties bewys dat lig gelyktydig 'n golf-deeltjie-superposisietoestand van "nóg golf nóg deeltjie, nóg golf nóg deeltjie" kan beliggaam, en hierdie vreemde verskynsel is in 'n groot aantal eksperimente waargeneem. Die eksperimentele waarneming van golf-deeltjie-superposisie van lig daag die tradisionele grens van Bohr se komplementariteitsbeginsel uit en herdefinieer die konsep van golf-deeltjie-dualiteit.
In 2013, geïnspireer deur die Cheshire-kat in Alice in Wonderland, het Aharonov et al. die kwantum Cheshire-katteorie voorgestel. Hierdie teorie onthul 'n baie nuwe fisiese verskynsel, dit wil sê, die Cheshire-kat se liggaam (fisiese entiteit) kan ruimtelike skeiding van sy glimlaggende gesig (fisiese eienskap) bewerkstellig, wat die skeiding van materiële eienskap en ontologie moontlik maak. Die navorsers het toe die Cheshire-katverskynsel in beide neutron- en fotonstelsels waargeneem, en verder die verskynsel van twee kwantum Cheshire-katte wat glimlaggende gesigte uitruil, waargeneem.
Onlangs, geïnspireer deur hierdie teorie, het professor Li Chuanfeng se span aan die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China, in samewerking met professor Chen Jingling se span aan die Nankai Universiteit, die skeiding van die golf-deeltjie dualiteit van besef.Optika, dit wil sê die ruimtelike skeiding van golfeienskappe van deeltjie-eienskappe, deur eksperimente te ontwerp met verskillende grade van vryheid van fotone en swak meettegnieke gebaseer op virtuele tyd-evolusie te gebruik. Die golfeienskappe en deeltjie-eienskappe van fotone word gelyktydig in verskillende streke waargeneem.
Die resultate sal help om die begrip van die basiese konsep van kwantummeganika, golf-deeltjie-dualiteit, te verdiep, en die swak meetmetode wat gebruik word, sal ook idees verskaf vir die eksperimentele navorsing in die rigting van kwantumpresisiemeting en kontrafaktuele kommunikasie.
| papierinligting |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Eksperimentele demonstrasie van die skeiding van die golf-deeltjie-dualiteit van 'n enkele foton met die kwantum Cheshire-kat. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Plasingstyd: 25 Desember 2023