Vlnová a částicová vlastnost jsou dvě základní vlastnosti hmoty v přírodě. V případě světla se debata o tom, zda jde o vlnu nebo částici, datuje do 17. století. Newton ve své knize založil relativně dokonalou částicovou teorii světlaOptika, což způsobilo, že se částicová teorie světla stala na téměř století hlavní teorií. Huygens, Thomas Young, Maxwell a další věřili, že světlo je vlna. Až do počátku 20. století Einstein navrhovalOptikakvantové vysvětlenífotoelektrickýefekt, díky kterému si lidé uvědomili, že světlo má vlastnosti vlnové a částicové duality. Bohr později ve svém slavném principu komplementarity poukázal na to, že to, zda se světlo chová jako vlna nebo částice, závisí na konkrétním experimentálním prostředí a že obě vlastnosti nelze pozorovat současně v jediném experimentu. Nicméně poté, co John Wheeler navrhl svůj slavný experiment opožděné selekce, založený na jeho kvantové verzi, bylo teoreticky prokázáno, že světlo může současně ztělesňovat stav superpozice vlna-částice „ani vlna, ani částice, ani vlna ani částice“, a to podivné jev byl pozorován ve velkém počtu experimentů. Experimentální pozorování vlnově-částicové superpozice světla zpochybňuje tradiční hranici Bohrova principu komplementarity a redefinuje koncept vlno-částicové duality.
V roce 2013, inspirováni cheshireskou kočkou v Alence v říši divů, Aharonov et al. navrhl kvantovou teorii Cheshire kočky. Tato teorie odhaluje velmi nový fyzikální jev, to znamená, že tělo cheshireské kočky (fyzická entita) může realizovat prostorové oddělení od svého smajlíka (fyzický atribut), což umožňuje oddělení materiálního atributu a ontologie. Vědci poté pozorovali fenomén cheshireské kočky v neutronových i fotonových systémech a dále pozorovali fenomén dvou kvantových cheshireských koček, které si vyměňovaly usměvavé tváře.
Nedávno, inspirován touto teorií, si tým profesora Li Chuanfenga z University of Science and Technology of China ve spolupráci s týmem profesora Chen Jingling na univerzitě Nankai uvědomil oddělení duality vlny a částic.Optika, tedy prostorové oddělení vlnových vlastností od vlastností částic, navržením experimentů využívajících různé stupně volnosti fotonů a použitím slabých měřicích technik založených na vývoji virtuálního času. Vlnové vlastnosti a vlastnosti částic fotonů jsou pozorovány současně v různých oblastech.
Výsledky pomohou prohloubit pochopení základního konceptu kvantové mechaniky, vlnově-částicové duality a použitá slabá metoda měření také poskytne náměty pro experimentální výzkum ve směru kvantově přesného měření a kontrafaktuální komunikace.
| papírové informace |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. a kol. Experimentální demonstrace separace vlnově-částicové duality jednoho fotonu s kvantovou Cheshire kočkou. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Čas odeslání: 25. prosince 2023