Властивість хвилі та частинки - це два основні властивості речовини в природі. У випадку світла, дискусія щодо того, чи це хвиля чи частинка датуються 17 століттям. Ньютон встановив у своїй книзі відносно досконалу теорію частинок світлаОптика, що змусило теорію частинок світла стати основною теорією протягом майже століття. Хуйгенс, Томас Янг, Максвелл та інші вважали, що світло - це хвиля. До початку 20 століття Ейнштейн запропонувавОптикаквантове поясненняфотоелектричнийЕфект, який змусив людей усвідомити, що світло має характеристики хвилі та подвійності частинок. Пізніше Бор зазначив у своєму знаменитому принципі взаємодоповнення, що незалежно від того, чи світло поводиться як хвиля чи частинка, залежить від конкретного експериментального середовища, і що обидва властивості не можна спостерігати одночасно в одному експерименті. Однак після того, як Джон Уілер запропонував свій знаменитий експеримент із затримкою відбору, заснований на його квантової версії, теоретично було доведено, що світло може одночасно втілити стан суперпозиції хвиль-частинок "ні хвилі, ні частинок, ні хвилі, ні частинки", і це дивне явище не спостерігалося у великій кількості експериментів. Експериментальне спостереження за суперпозицією світла хвилеволі кидає виклик традиційній межі принципу взаємодоповнення Бора та переосмислює концепцію подвійності хвиль-частинок.
У 2013 році, натхненний Чеширським котом в Алісі в країні чудес, Ахаронов та ін. запропонував теорію кота Quantum Cheshire. Ця теорія виявляє дуже нове фізичне явище, тобто тіло Чеширського кота (фізичне сутність) може усвідомити просторове відокремлення від його усміхненого обличчя (фізичний атрибут), що робить можливим відокремлення матеріального атрибута та онтології. Потім дослідники спостерігали явище Cheshire Cat як в нейтронних, так і в фотонних системах, а також спостерігали явище двох квантових чеширських котів, що обмінюються усміхненими обличчями.
Нещодавно, натхненний цією теорією, команда професора Лі Чуанфенг в Університеті науки та техніки Китаю у співпраці з командою професора Чена Джинлінга в університеті Нанкая зрозумів, що поділ подвійності хвильових частинокОптика, тобто просторове відокремлення властивостей хвиль від властивостей частинок, проектуючи експерименти з використанням різних ступенів свободи фотонів та використовуючи слабкі методи вимірювання, засновані на віртуальній еволюції часу. Властивості хвилі та властивості частинок фотонів спостерігаються одночасно в різних регіонах.
Результати допоможуть поглибити розуміння основної концепції квантової механіки, подвійності хвиль-частинок та методу слабкого вимірювання також дасть ідеї для експериментальних досліджень у напрямку квантового вимірювання точності та контрфактичної комунікації.
| Інформація про паперу |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Експериментальна демонстрація відокремлення подвійності хвилі -частинки одного фотона з квантовим чеширським кішкою. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5
Час посади: 25-2023 грудня