Viļņu un daļiņu īpašības ir divas matērijas pamatīpašības dabā. Gaismas gadījumā debates par to, vai tā ir vilnis vai daļiņa, aizsākās 17. gadsimtā. Ņūtons savā grāmatā "Gaisma" izveidoja relatīvi perfektu daļiņu teoriju.Optika, kas gandrīz gadsimtu padarīja gaismas daļiņu teoriju par galveno teoriju. Hjūgenss, Tomass Jangs, Maksvels un citi uzskatīja, ka gaisma ir vilnis. Līdz 20. gadsimta sākumam Einšteins ierosinājaOptikakvantu skaidrojumsfotoelektrisksefekts, kas lika cilvēkiem saprast, ka gaismai piemīt viļņu un daļiņu dualitātes īpašības. Bors vēlāk savā slavenajā komplementaritātes principā norādīja, ka tas, vai gaisma uzvedas kā vilnis vai daļiņa, ir atkarīgs no konkrētās eksperimentālās vides un ka abas īpašības nevar novērot vienlaicīgi vienā eksperimentā. Tomēr pēc tam, kad Džons Vīlers ierosināja savu slaveno aizkavētās atlases eksperimentu, kas balstīts uz tā kvantu versiju, teorētiski tika pierādīts, ka gaisma var vienlaikus iemiesot viļņu-daļiņu superpozīcijas stāvokli "ne vilnis, ne daļiņa, ne vilnis, ne daļiņa", un šī dīvainā parādība ir novērota daudzos eksperimentos. Gaismas viļņu-daļiņu superpozīcijas eksperimentālais novērojums apstrīd Bora komplementaritātes principa tradicionālās robežas un no jauna definē viļņu-daļiņu dualitātes jēdzienu.
2013. gadā, iedvesmojoties no Češīras kaķa no Alises Brīnumzemē, Aharonovs un līdzautori ierosināja kvantu Češīras kaķa teoriju. Šī teorija atklāj ļoti jaunu fizisku parādību, proti, Češīras kaķa ķermenis (fiziska būtne) var realizēt telpisku atdalīšanu no tā smaidošās sejiņas (fiziskā atribūta), kas padara iespējamu materiālā atribūta un ontoloģijas atdalīšanu. Pēc tam pētnieki novēroja Češīras kaķa fenomenu gan neitronu, gan fotonu sistēmās un tālāk novēroja fenomenu, kad divi kvantu Češīras kaķi apmainās ar smaidošām sejām.
Nesen, iedvesmojoties no šīs teorijas, profesora Li Čuanfena komanda Ķīnas Zinātnes un tehnoloģiju universitātē sadarbībā ar profesora Čena Dzjinlina komandu Nankai universitātē ir sapratusi viļņu-daļiņu dualitātes atdalīšanu.Optika, proti, viļņu īpašību telpisko atdalīšanu no daļiņu īpašībām, izstrādājot eksperimentus, kuros izmanto dažādas fotonu brīvības pakāpes un vājas mērīšanas metodes, kuru pamatā ir virtuālā laika evolūcija. Fotonu viļņu īpašības un daļiņu īpašības tiek novērotas vienlaicīgi dažādos reģionos.
Rezultāti palīdzēs padziļināt izpratni par kvantu mehānikas pamatjēdzienu, viļņu-daļiņu dualitāti, un izmantotā vājo mērījumu metode sniegs arī idejas eksperimentāliem pētījumiem kvantu precizitātes mērījumu un kontrafaktuālās komunikācijas virzienā.
| informācija par papīra materiāliem |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. u.c. Viena fotona viļņu-daļiņu dualitātes atdalīšanas eksperimentāla demonstrācija ar kvantu Češīras katalītisko metodi. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Publicēšanas laiks: 2023. gada 25. decembris