Ang katangian ng alon at partikulo ay dalawang pangunahing katangian ng materya sa kalikasan. Sa kaso ng liwanag, ang debate kung ito ba ay isang alon o isang partikulo ay nagsimula pa noong ika-17 siglo. Itinatag ni Newton ang isang medyo perpektong teorya ng partikulo ng liwanag sa kanyang aklat.Optika, na siyang dahilan kung bakit naging pangunahing teorya ang teorya ng partikulo ng liwanag sa loob ng halos isang siglo. Naniniwala sina Huygens, Thomas Young, Maxwell at iba pa na ang liwanag ay isang alon. Hanggang sa unang bahagi ng ika-20 siglo, iminungkahi ni Einstein angOptikapaliwanag ng kwantumpotoelektrikoepekto, na nagpaunawa sa mga tao na ang liwanag ay may mga katangian ng dualidad ng alon at partikulo. Kalaunan ay itinuro ni Bohr sa kanyang sikat na prinsipyo ng komplementaridad na kung ang liwanag ay kumikilos bilang isang alon o isang partikulo ay nakasalalay sa partikular na kapaligirang pang-eksperimento, at ang parehong katangian ay hindi maaaring maobserbahan nang sabay-sabay sa isang eksperimento. Gayunpaman, matapos imungkahi ni John Wheeler ang kanyang sikat na eksperimento sa naantalang pagpili, batay sa bersyong quantum nito, napatunayan sa teorya na ang liwanag ay maaaring sabay-sabay na magsama ng isang estado ng superposisyon ng alon-particle na "hindi alon o partikulo, hindi alon o partikulo", at ang kakaibang kababalaghang ito ay naobserbahan sa maraming eksperimento. Ang eksperimental na obserbasyon ng superposisyon ng alon-particle ng liwanag ay humahamon sa tradisyonal na hangganan ng prinsipyo ng komplementaridad ni Bohr at muling binibigyang-kahulugan ang konsepto ng dualidad ng alon-particle.
Noong 2013, inspirasyon ng pusang Cheshire sa Alice in Wonderland, iminungkahi nina Aharonov et al. ang teorya ng quantum Cheshire cat. Ang teoryang ito ay nagpapakita ng isang napaka-bagong pisikal na penomeno, ibig sabihin, ang katawan (pisikal na entidad) ng pusang Cheshire ay maaaring makaranas ng spatial na paghihiwalay mula sa nakangiting mukha nito (pisikal na katangian), na ginagawang posible ang paghihiwalay ng materyal na katangian at ontolohiya. Pagkatapos ay inobserbahan ng mga mananaliksik ang penomeno ng pusang Cheshire sa parehong neutron at photon system, at higit pang inobserbahan ang penomeno ng dalawang quantum Cheshire cats na nagpapalitan ng nakangiting mga mukha.
Kamakailan lamang, dahil sa inspirasyon ng teoryang ito, natanto ng pangkat ni Propesor Li Chuanfeng sa Unibersidad ng Agham at Teknolohiya ng Tsina, sa pakikipagtulungan ng pangkat ni Propesor Chen Jingling sa Nankai University, ang paghihiwalay ng dualidad ng alon-particle ngOptika, ibig sabihin, ang spatial na paghihiwalay ng mga katangian ng alon mula sa mga katangian ng particle, sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng mga eksperimento gamit ang iba't ibang antas ng kalayaan ng mga photon at paggamit ng mahinang mga pamamaraan sa pagsukat batay sa virtual na ebolusyon ng oras. Ang mga katangian ng alon at mga katangian ng particle ng mga photon ay sabay-sabay na naoobserbahan sa iba't ibang rehiyon.
Ang mga resulta ay makakatulong upang mapalalim ang pag-unawa sa pangunahing konsepto ng quantum mechanics, wave-particle duality, at ang mahinang paraan ng pagsukat na ginamit ay magbibigay din ng mga ideya para sa eksperimental na pananaliksik tungo sa direksyon ng quantum precision measurement at counterfactual communication.
| impormasyon sa papel |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Eksperimental na demonstrasyon ng paghihiwalay ng dualidad ng alon-particle ng isang photon gamit ang quantum Cheshire cat. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Oras ng pag-post: Disyembre 25, 2023