Viļņu un daļiņu īpašības ir divas matērijas pamatīpašības dabā. Gaismas gadījumā debates par to, vai tas ir vilnis vai daļiņa, aizsākās 17. gadsimtā. Ņūtons savā grāmatā izveidoja samērā perfektu gaismas daļiņu teorijuOptika, kas padarīja gaismas daļiņu teoriju par galveno teoriju gandrīz gadsimtu. Haigenss, 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. Vēlāk Bors savā slavenajā komplementaritātes principā norādīja, ka tas, vai gaisma darbojas kā vilnis vai daļiņa, ir atkarīgs no konkrētās eksperimentālās vides un ka abas īpašības nevar novērot vienlaikus vienā eksperimentā. Tomēr pēc tam, kad Džons Vīlers ierosināja savu slaveno aizkavētās atlases eksperimentu, pamatojoties uz tā kvantu versiju, teorētiski tika pierādīts, ka gaisma vienlaikus var iemiesot viļņu-daļiņu superpozīcijas stāvokli “ne viļņa, ne daļiņas, ne viļņa, ne daļiņas”, un šis dīvainais. parādība ir novērota daudzos eksperimentos. Gaismas viļņu daļiņu superpozīcijas eksperimentālais novērojums izaicina Bora komplementaritātes principa tradicionālo robežu un no jauna definē viļņu daļiņu dualitātes jēdzienu.
2013. gadā, iedvesmojoties no Češīras kaķa filmā Alise Brīnumzemē, Aharonovs u.c. ierosināja kvantu Češīras kaķu teoriju. Šī teorija atklāj ļoti jaunu fizisku parādību, proti, Češīras kaķa ķermenis (fiziskā vienība) var realizēt telpisku atdalīšanu no smaidošas sejas (fiziskā atribūta), kas padara iespējamu materiālā atribūta un ontoloģijas atdalīšanu. Pēc tam pētnieki novēroja Češīras kaķu 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 Čuaņfenga komanda Ķīnas Zinātnes un tehnoloģijas universitātē sadarbībā ar profesora Čena Džinglinga komandu Nankai Universitātē ir sapratusi viļņu-daļiņu dualitātes atdalīšanu.Optika, tas ir, viļņu īpašību telpiskā atdalīšana no daļiņu īpašībām, plānojot eksperimentus, izmantojot dažādas fotonu brīvības pakāpes un izmantojot 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 pamatkoncepciju, viļņu-daļiņu dualitāti, kā arī izmantotā vājā mērīšanas metode sniegs idejas eksperimentālajam pētījumam kvantu precizitātes mērīšanas un kontrafaktuālās komunikācijas virzienā.
| papīra informācija |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Eksperimentāla demonstrācija par viena fotona viļņa-daļiņu dualitātes atdalīšanu ar kvantu Češīras kaķi. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Izlikšanas laiks: 25. decembris 2023