Свойство волны и частиц - это два основных свойства материи в природе. В случае света дебаты о том, является ли это волной или частицей, восходящим в 17 век. Ньютон установил относительно совершенную теорию света частиц в своей книгеОптика, что заставило теорию света частицы стать основной теорией в течение почти столетия. Хайгенс, Томас Янг, Максвелл и другие считали, что свет - это волна. До начала 20 -го века Эйнштейн предложилОптикаквантовое объяснениефотоэлектрическийЭффект, который заставил людей осознать, что свет обладает характеристиками волны и двойственности частиц. Позже Бор указал в своем знаменитом принципе взаимодополняемости, что, независимо от того, ведет ли свет как волну или частицу, зависит от конкретной экспериментальной среды, и что оба свойства не могут наблюдаться одновременно в одном эксперименте. Однако после того, как Джон Уилер предложил свой знаменитый эксперимент с задержкой отбора, основанный на его квантовой версии, было теоретически доказано, что свет может одновременно воплощать в большем количестве экспериментов не было состояния суперпозиции волны «ни волны, ни частицы, ни частицы», и это странное явление наблюдалось в большом количестве экспериментов. Экспериментальное наблюдение за суперпозицией волновой частиц света бросает вызов традиционной границе принципа взаимодополняемости Бора и переопределяет концепцию двойственности волновой частицы.
В 2013 году, вдохновленная Чеширской кошкой в Алисе в стране чудес, Aharonov et al. предложил квантовую теорию Чеширской кошки. Эта теория раскрывает очень новый физический явление, то есть тело Чеширской кошки (физическая сущность) может реализовать пространственное отделение от его смайлического лица (физический атрибут), что делает возможным разделение материального атрибута и онтологии. Затем исследователи наблюдали феномен Чеширской кошки как в системах нейтронов, так и в фотонных системах, а также наблюдали явление двух квантовых чеширских кошек, которые обмениваются улыбающимися лицами.
Недавно, вдохновленная этой теорией, команда профессора Ли Чуанфенга в Университете науки и техники Китая в сотрудничестве с командой профессора Чэнь Цинглинга в Университете Нанкай осознала разделение двойственности волновой частицы.Оптика, то есть пространственное разделение свойств волн от свойств частиц, путем проектирования экспериментов с использованием различных степеней свободы фотонов и использования слабых методов измерения, основанных на виртуальной эволюции времени. Свойства волны и свойства частиц фотонов наблюдаются одновременно в разных областях.
Результаты помогут углубить понимание основной концепции квантовой механики, двойственности волновой частицы, а используемый метод измерения также предоставит идеи для экспериментальных исследований в направлении измерения квантовой точности и контрфактивной связи.
| бумажная информация |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Экспериментальная демонстрация разделения двойственности волновой части одного фотона с квантовой чеширской кошкой. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5
Время публикации: декабрь-25-2023