Bølge- og partikkelegenskaper er to grunnleggende egenskaper for materie i naturen. Når det gjelder lys, stammer debatten om hvorvidt det er en bølge eller en partikkel tilbake til 1600 -tallet. Newton etablerte en relativt perfekt partikkelteori om lys i sin bokOptikk, som gjorde at partikkelteorien om lys ble mainstream -teorien i nesten et århundre. Huygens, Thomas Young, Maxwell og andre trodde at lys var en bølge. Fram til begynnelsen av 1900 -tallet foreslo EinsteinOptikkKvanteforklaring avfotoelektriskEffekt, som fikk folk til å innse at lys har egenskapene til bølge- og partikkel dualitet. Bohr påpekte senere i sitt berømte komplementaritetsprinsipp at om lys oppfører seg som en bølge eller en partikkel avhenger av det spesifikke eksperimentelle miljøet, og at begge egenskapene ikke kan observeres samtidig i et enkelt eksperiment. Etter at John Wheeler foreslo sitt berømte forsinkede seleksjonseksperiment, basert på kvanteversjonen, har det imidlertid blitt teoretisk bevist at lys samtidig kan legemliggjøre en bølgepartikkel superposisjonstilstand av "verken bølge eller partikkel, verken bølge eller partikkel", og dette rare fenomenet har blitt observert i et stort antall eksperimenter. Den eksperimentelle observasjonen av bølgepartikkel superposisjon av lys utfordrer den tradisjonelle grensen for Bohrs komplementaritetsprinsipp og omdefinerer begrepet bølgepartikkel dualitet.
I 2013, inspirert av Cheshire Cat i Alice in Wonderland, Aharonov et al. foreslo Quantum Cheshire Cat Theory. Denne teorien avslører et veldig nytt fysisk fenomen, det vil si at Cheshire Cat's kropp (fysisk enhet) kan realisere romlig separasjon fra smilefjeset (fysisk attributt), noe som gjør separasjon av materiell attributt og ontologi mulig. Forskerne observerte deretter Cheshire Cat -fenomenet i både nøytron- og fotonsystemer, og observerte videre fenomenet til to kvante Cheshire -katter som utvekslet smilende ansikter.
Nylig, inspirert av denne teorien, har professor Li Chuanfengs team ved University of Science and Technology of China, i samarbeid med professor Chen Jinglings team ved Nankai University, innsett at separasjonen av bølgepartikelen dualiteten tilOptikk, det vil si den romlige separasjonen av bølgeegenskaper fra partikkelegenskaper, ved å designe eksperimenter ved bruk av forskjellige grader av fotoner og bruke svake måleteknikker basert på virtuell tidsutvikling. Bølgeegenskapene og partikkelegenskapene til fotoner blir observert samtidig i forskjellige regioner.
Resultatene vil bidra til å utdype forståelsen av det grunnleggende konseptet med kvantemekanikk, bølgepartikkel dualitet og den svake målingsmetoden som brukes vil også gi ideer til den eksperimentelle forskningen i retning av kvantepresisjonsmåling og kontrafaktisk kommunikasjon.
| Papirinformasjon |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Eksperimentell demonstrasjon av å skille bølge -partikkel -dualiteten til et enkelt foton med Quantum Cheshire Cat. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Post Time: DEC-25-2023