Svojstvo vala i čestica dva su osnovna svojstva materije u prirodi. U slučaju svjetlosti, rasprava oko toga je li to val ili čestica iz 17. stoljeća. Newton je u svojoj knjizi uspostavio relativno savršenu teoriju svjetla česticaOptika, zbog čega je teorija svjetlosti čestica postala glavna teorija gotovo stoljeća. Huygens, Thomas Young, Maxwell i drugi vjerovali su da je svjetlost val. Do početka 20. stoljeća, Einstein je predložioOptikakvantno objašnjenjefotoelektričniUčinak, zbog čega su ljudi shvatili da svjetlost ima karakteristike dvojnosti valova i čestica. Bohr je kasnije u svom poznatom principu komplementarnosti istaknuo da se, bilo da se svjetlost ponaša kao val ili čestica, ovisi o specifičnom eksperimentalnom okruženju i da se oba svojstva ne mogu istovremeno promatrati u jednom eksperimentu. Međutim, nakon što je John Wheeler predložio svoj poznati eksperiment odgođenog odabira, na temelju njegove kvantne verzije, teoretski je dokazano da svjetlost može istovremeno utjeloviti stanje superpozicije valova „ni vala ni čestica, ni vala ni čestica“, a ovaj čudni fenomen nije primijećen u velikom broju eksperimenata. Eksperimentalno promatranje superpozicije svjetlosti valnih čestica osporava tradicionalnu granicu principa komplementarnosti Bohra i redefinira koncept dualnosti valnih čestica.
2013. godine nadahnuta mačkom Cheshire u Alice u zemlji čudesa, Aharonov i sur. predložio teoriju mačaka Quantum Cheshire. Ova teorija otkriva vrlo novi fizički fenomen, to jest, tijelo Cheshire mačke (fizički entitet) može shvatiti prostorno odvajanje od svog osmijeha (fizički atribut), što omogućuje odvajanje materijalnog atributa i ontologiju. Istraživači su tada primijetili fenomen Cheshire mačke u sustavima neutrona i u fotonu, a dalje su promatrali fenomen dviju Quantum Cheshire mačaka koje su razmjenjivale nasmiješene lica.
Nedavno, inspiriran ovom teorijom, tim profesora Li Chuanfenga na Sveučilištu za znanost i tehnologiju Kine, u suradnji s timom profesora Chen Jinginga na Sveučilištu Nankai, realizirao je razdvajanje dualnosti valnih česticaOptika, to jest, prostorno odvajanje svojstava valova od svojstava čestica, dizajniranjem eksperimenata koristeći različite stupnjeve slobode fotona i koristeći slabe tehnike mjerenja na temelju virtualne evolucije vremena. Svojstva valova i svojstva čestica fotona se primjećuju istovremeno u različitim regijama.
Rezultati će pomoći u produbljivanju razumijevanja osnovnog koncepta kvantne mehanike, dualnosti valnih čestica i korištena slaba metoda mjerenja također će pružiti ideje za eksperimentalna istraživanja u smjeru mjerenja kvantne preciznosti i kontrafaktualne komunikacije.
| Informacije o papiru |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. i sur. Eksperimentalna demonstracija odvajanja dualnosti vala i čestica jednog fotona s Quantum Cheshire CAT. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Post Vrijeme: prosinac-25-2023