Sifat gelombang dan zarah adalah dua sifat asas jirim dalam alam semula jadi. Dalam kes cahaya, perdebatan sama ada ia adalah gelombang atau zarah bermula pada abad ke-17. Newton menubuhkan teori zarah cahaya yang agak sempurna dalam bukunyaOptik, yang menjadikan teori zarah cahaya menjadi teori arus perdana selama hampir satu abad. Huygens, Thomas Young, Maxwell dan lain-lain percaya bahawa cahaya adalah gelombang. Sehingga awal abad ke-20, Einstein mencadangkanOptikpenjelasan kuantum tentangfotoelektrikkesan, yang membuat orang menyedari bahawa cahaya mempunyai ciri-ciri dualiti gelombang dan zarah. Bohr kemudiannya menegaskan dalam prinsip pelengkapnya yang terkenal bahawa sama ada cahaya berkelakuan sebagai gelombang atau zarah bergantung pada persekitaran eksperimen tertentu, dan kedua-dua sifat tidak boleh diperhatikan secara serentak dalam satu eksperimen. Walau bagaimanapun, selepas John Wheeler mencadangkan eksperimen pemilihan tertundanya yang terkenal, berdasarkan versi kuantumnya, secara teorinya telah dibuktikan bahawa cahaya secara serentak boleh merangkumi keadaan superposisi gelombang-zarah "bukan gelombang mahupun zarah, gelombang mahupun zarah", dan pelik ini. fenomena telah diperhatikan dalam sebilangan besar eksperimen. Pemerhatian percubaan superposisi gelombang-zarah cahaya mencabar sempadan tradisional prinsip saling melengkapi Bohr dan mentakrifkan semula konsep dualiti gelombang-zarah.
Pada tahun 2013, diilhamkan oleh kucing Cheshire di Alice in Wonderland, Aharonov et al. mencadangkan teori kucing Cheshire kuantum. Teori ini mendedahkan fenomena fizikal yang sangat baru, iaitu, badan kucing Cheshire (entiti fizikal) dapat merealisasikan pemisahan ruang dari wajah tersenyum (atribut fizikal), yang memungkinkan pemisahan atribut material dan ontologi. Para penyelidik kemudian memerhatikan fenomena kucing Cheshire dalam kedua-dua sistem neutron dan foton, dan seterusnya memerhatikan fenomena dua kucing Cheshire kuantum bertukar wajah tersenyum.
Baru-baru ini, diilhamkan oleh teori ini, pasukan Profesor Li Chuanfeng di Universiti Sains dan Teknologi China, dengan kerjasama pasukan Profesor Chen Jingling di Universiti Nankai, telah menyedari pemisahan dualiti zarah gelombang bagiOptik, iaitu, pemisahan spatial sifat gelombang daripada sifat zarah, dengan mereka bentuk eksperimen menggunakan darjah kebebasan foton yang berbeza dan menggunakan teknik pengukuran yang lemah berdasarkan evolusi masa maya. Sifat gelombang dan sifat zarah foton diperhatikan secara serentak di kawasan yang berbeza.
Hasilnya akan membantu untuk mendalami pemahaman konsep asas mekanik kuantum, dualiti gelombang-zarah, dan kaedah pengukuran lemah yang digunakan juga akan memberikan idea untuk penyelidikan eksperimen ke arah pengukuran ketepatan kuantum dan komunikasi kontrafaktual.
| maklumat kertas |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Demonstrasi eksperimen untuk memisahkan dualiti zarah gelombang satu foton dengan kucing Cheshire kuantum. Aplikasi Sains Ringan 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Masa siaran: Dis-25-2023