Волновые и корпускулярные свойства — два основных свойства материи в природе.В случае со светом споры о том, волна это или частица, начались еще в 17 веке.Ньютон в своей книге создал относительно совершенную теорию частиц света.Оптика, благодаря которому теория частиц света стала основной теорией почти на столетие.Гюйгенс, Томас Янг, Максвелл и другие считали свет волной.До начала 20 века Эйнштейн предлагалОптикаквантовое объяснениефотоэлектрическийэффект, который заставил людей осознать, что свет обладает характеристиками волнового и корпускулярного дуализма.Позже Бор указал в своем знаменитом принципе дополнительности, что то, ведет ли свет свет как волну или как частица, зависит от конкретной экспериментальной среды и что оба свойства не могут наблюдаться одновременно в одном эксперименте.Однако после того, как Джон Уиллер предложил свой знаменитый эксперимент с отложенным отбором, основанный на его квантовой версии, было теоретически доказано, что свет может одновременно воплощать состояние суперпозиции волны и частицы «ни волны, ни частицы, ни волны, ни частицы», и это странное Это явление наблюдалось во многих экспериментах.Экспериментальное наблюдение корпускулярно-волновой суперпозиции света бросает вызов традиционным границам принципа дополнительности Бора и дает новое определение концепции корпускулярно-волнового дуализма.
В 2013 году, вдохновленные Чеширским котом из «Алисы в стране чудес», Ахаронов и др.предложил квантовую теорию Чеширского кота.Эта теория раскрывает очень новый физический феномен, а именно, тело Чеширского кота (физический объект) может реализовывать пространственное разделение от его смайлика (физического атрибута), что делает возможным разделение материальных атрибутов и онтологии.Затем исследователи наблюдали феномен Чеширского кота как в нейтронной, так и в фотонной системах, а также наблюдали явление, когда два квантовых Чеширских кота обмениваются улыбающимися лицами.
Недавно, вдохновленная этой теорией, команда профессора Ли Чуанфэна из Университета науки и технологий Китая в сотрудничестве с командой профессора Чэнь Цзинлина из Нанкайского университета осознала разделение корпускулярно-волнового дуализма.Оптика, то есть пространственное отделение свойств волн от свойств частиц путем разработки экспериментов с использованием различных степеней свободы фотонов и использования методов слабых измерений, основанных на эволюции виртуального времени.Волновые свойства и корпускулярные свойства фотонов наблюдаются одновременно в разных областях.
Результаты помогут углубить понимание базовой концепции квантовой механики, корпускулярно-волнового дуализма, а используемый метод слабых измерений также даст идеи для экспериментальных исследований в направлении прецизионных квантовых измерений и контрфактической коммуникации.
|бумажная информация |
Ли Дж.К., Сунь К., Ван Ю. и др.Экспериментальная демонстрация разделения корпускулярно-волнового дуализма одиночного фотона с квантовым Чеширским котом.Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Время публикации: 25 декабря 2023 г.