Свойството на вълната и частицата са две основни свойства на материята в природата.В случая със светлината дебатът дали е вълна или частица датира от 17 век.Нютон създава сравнително перфектна теория на частиците за светлината в своята книгаОптика, което направи теорията на частиците за светлината да се превърне в основна теория за почти век.Хюйгенс, Томас Йънг, Максуел и други вярваха, че светлината е вълна.До началото на 20 век Айнщайн предлагаОптикаквантово обяснение нафотоелектрическиефект, който накара хората да осъзнаят, че светлината има характеристиките на двойствеността на вълните и частиците.По-късно Бор посочва в своя прочут принцип на допълване, че дали светлината се държи като вълна или като частица зависи от конкретната експериментална среда и че двете свойства не могат да се наблюдават едновременно в един експеримент.Въпреки това, след като Джон Уилър предложи своя прочут експеримент със забавена селекция, базиран на неговата квантова версия, беше теоретично доказано, че светлината може едновременно да въплъщава състояние на суперпозиция вълна-частица „нито вълна, нито частица, нито вълна, нито частица“, и това странно явлението е наблюдавано в голям брой експерименти.Експерименталното наблюдение на суперпозиция вълна-частица на светлина предизвиква традиционната граница на принципа на комплементарността на Бор и предефинира концепцията за дуалността вълна-частица.
През 2013 г., вдъхновен от Чеширската котка в Алиса в страната на чудесата, Ахаронов и др.предложи теорията за квантовата Чеширска котка.Тази теория разкрива много нов физически феномен, а именно тялото на Чеширската котка (физическото същество) може да реализира пространствено отделяне от своето усмихнато лице (физически атрибут), което прави разделянето на материалния атрибут и онтологията възможно.След това изследователите наблюдават феномена на Чеширската котка както в неутронната, така и в фотонната система и допълнително наблюдават феномена на две квантови Чеширски котки, които си разменят усмихнати лица.
Наскоро, вдъхновен от тази теория, екипът на професор Li Chuanfeng от Университета за наука и технологии на Китай, в сътрудничество с екипа на професор Chen Jingling от университета Nankai, осъзна разделянето на дуалността вълна-частица наОптика, тоест пространственото разделяне на свойствата на вълната от свойствата на частиците, чрез проектиране на експерименти, използващи различни степени на свобода на фотоните и използване на слаби техники за измерване, базирани на еволюцията на виртуалното време.Вълновите свойства и свойствата на частиците на фотоните се наблюдават едновременно в различни региони.
Резултатите ще помогнат за задълбочаване на разбирането на основната концепция на квантовата механика, дуалността вълна-частица, а използваният слаб метод на измерване също ще предостави идеи за експериментални изследвания в посока на квантово прецизно измерване и обратна комуникация.
|информация на хартия |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al.Експериментална демонстрация на разделяне на двойствеността вълна-частица на един фотон с квантовата Чеширска котка.Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Време на публикуване: 25 декември 2023 г