Eksperimentong paghihiwalay ng dual-particle duality

Ang pag -aari ng alon at butil ay dalawang pangunahing katangian ng bagay sa kalikasan. Sa kaso ng ilaw, ang debate sa kung ito ay isang alon o isang maliit na butil noong ika -17 siglo. Itinatag ni Newton ang isang medyo perpektong teorya ng butil ng ilaw sa kanyang libroOptika, na gumawa ng teorya ng butil ng ilaw ay naging pangunahing teorya sa halos isang siglo. Ang Huygens, Thomas Young, Maxwell at iba pa ay naniniwala na ang ilaw ay isang alon. Hanggang sa unang bahagi ng ika -20 siglo, iminungkahi ni Einstein angOptikaAng paliwanag ng dami ngPhotoelectricEpekto, na napagtanto ng mga tao na ang ilaw ay may mga katangian ng duwalidad ng alon at butil. Kalaunan ay itinuro ni Bohr sa kanyang sikat na prinsipyo ng pandagdag na kung ang ilaw ay kumikilos bilang isang alon o isang butil ay nakasalalay sa tiyak na pang -eksperimentong kapaligiran, at ang parehong mga pag -aari ay hindi maaaring sundin nang sabay -sabay sa isang solong eksperimento. Gayunpaman, matapos na iminungkahi ni John Wheeler ang kanyang sikat na naantala na eksperimento sa pagpili, batay sa bersyon ng dami nito, napatunayan na teoretikal na ang ilaw ay maaaring sabay-sabay na naglalagay ng isang wave-particle na superposition na estado ng "alinman sa alon o butil, alinman sa alon o butil", at ang kakaibang kababalaghan na ito ay hindi sinusunod sa isang malaking bilang ng mga eksperimento. Ang pang-eksperimentong pagmamasid ng superposisyon ng alon-butil ng mga hamon sa tradisyonal na hangganan ng prinsipyo ng pagkumpleto ng Bohr at muling tukuyin ang konsepto ng duwalidad ng alon-particle.

Noong 2013, inspirasyon ng Cheshire Cat sa Alice sa Wonderland, Aharonov et al. iminungkahi ang teorya ng pusa ng Cheshire. Ang teoryang ito ay nagpapakita ng isang napaka -nobelang pisikal na kababalaghan, iyon ay, ang katawan ng pusa ng Cheshire (pisikal na nilalang) ay maaaring mapagtanto ang paghihiwalay ng spatial mula sa nakangiting mukha nito (pisikal na katangian), na ginagawang posible ang paghihiwalay ng materyal na katangian at ontology. Pagkatapos ay naobserbahan ng mga mananaliksik ang kababalaghan ng Cheshire Cat sa parehong mga sistema ng neutron at photon, at higit na naobserbahan ang kababalaghan ng dalawang pusa ng Cheshire na nagpapalitan ng mga nakangiting mukha.

Kamakailan lamang, inspirasyon ng teoryang ito, ang koponan ni Propesor Li Chuanfeng sa University of Science and Technology ng China, sa pakikipagtulungan sa koponan ni Propesor Chen Jingling sa Nankai University, ay natanto ang paghihiwalay ng dual-particle duality ngOptika, iyon ay, ang spatial na paghihiwalay ng mga katangian ng alon mula sa mga katangian ng butil, sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng mga eksperimento gamit ang iba't ibang mga antas ng kalayaan ng mga photon at paggamit ng mahina na mga diskarte sa pagsukat batay sa ebolusyon ng virtual na oras. Ang mga katangian ng alon at mga katangian ng butil ng mga photon ay sinusunod nang sabay -sabay sa iba't ibang mga rehiyon.

Ang mga resulta ay makakatulong upang mapalalim ang pag-unawa sa pangunahing konsepto ng mga mekanika ng dami, duwalidad ng alon-particle, at ang mahina na pamamaraan ng pagsukat na ginamit ay magbibigay din ng mga ideya para sa pang-eksperimentong pananaliksik sa direksyon ng pagsukat ng katumpakan ng dami at counterfactual na komunikasyon.

| Impormasyon sa papel |

Li, Jk., Araw, K., Wang, Y. et al. Eksperimentong pagpapakita ng paghihiwalay ng alon - dual duality ng isang solong photon na may pusa ng dami ng cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5


Oras ng Mag-post: Dis-25-2023