جداسازی تجربی دوگانگی ذرات موج

خاصیت موج و ذرات دو ویژگی اساسی ماده در طبیعت است. در مورد نور ، بحث در مورد اینکه آیا این یک موج است یا یک ذرات به قرن هفدهم باز می گردد. نیوتن در کتاب خود یک تئوری ذرات نسبتاً کامل ایجاد کردنوری، که باعث شد تئوری ذرات نور نزدیک به یک قرن به تئوری اصلی تبدیل شود. هویگنز ، توماس یانگ ، ماکسول و دیگران معتقد بودند که نور موج است. تا اوایل قرن بیستم ، انیشتین پیشنهاد دادنوریتوضیح کوانتومی در موردفتو الکتریکیاثر ، که باعث شد مردم بدانند که نور ویژگی های دوگانگی موج و ذرات را دارد. بور بعداً در اصل مشهور مکمل خود خاطرنشان کرد که آیا نور به عنوان موج رفتار می کند یا ذره ای به محیط آزمایشی خاص بستگی دارد و این که هر دو خاصیت به طور همزمان در یک آزمایش واحد قابل مشاهده نیستند. با این حال ، پس از آنكه جان ویلر آزمایش انتخاب معروف تأخیر خود را پیشنهاد كرد ، بر اساس نسخه كوانتومی آن ، از نظر تئوریک ثابت شده است كه نور می تواند همزمان می تواند یك ماده ذرات موج را از "نه موج و نه ذرات ، نه موج و نه ذرات" تجسم كند و این پدیده عجیب در تعداد زیادی آزمایش مشاهده شده است. مشاهده تجربی از ذره موج از نور ، مرز سنتی اصل مکمل Bohr را به چالش می کشد و مفهوم دوگانگی ذرات موج را دوباره تعریف می کند.

در سال 2013 ، با الهام از گربه Cheshire در آلیس در سرزمین عجایب ، Aharonov و همکاران. نظریه گربه کوانتومی چشایر را پیشنهاد کرد. این تئوری یک پدیده جسمی بسیار جدید را نشان می دهد ، یعنی بدن گربه چشایر (موجودیت فیزیکی) می تواند جدایی مکانی از چهره لبخند (ویژگی فیزیکی) را تحقق بخشد ، که باعث می شود جداسازی ویژگی و هستی شناسی ممکن باشد. محققان سپس پدیده CAT Cheshire را در هر دو سیستم نوترون و فوتون مشاهده کردند و بیشتر پدیده دو گربه کوانتومی Cheshire را که در حال تبادل چهره های خندان بودند ، مشاهده کردند.

به تازگی ، با الهام از این تئوری ، تیم استاد لی چوانفنگ در دانشگاه علوم و فناوری چین ، با همکاری تیم استاد چن جینگلینگ در دانشگاه نانکای ، درک دوگانگی ذرات موج را درک کرده استنورییعنی جداسازی مکانی از خصوصیات موج از خصوصیات ذرات ، با طراحی آزمایشات با استفاده از درجات مختلف آزادی فوتون ها و استفاده از تکنیک های اندازه گیری ضعیف بر اساس تکامل زمان مجازی. خصوصیات موج و خصوصیات ذرات فوتون ها به طور همزمان در مناطق مختلف مشاهده می شود.

این نتایج به تعمیق درک مفهوم اساسی مکانیک کوانتومی ، دوگانگی ذرات موج و روش اندازه گیری ضعیف مورد استفاده کمک می کند و همچنین ایده هایی را برای تحقیقات تجربی در جهت اندازه گیری دقت کوانتومی و ارتباطات ضد عملی فراهم می کند.

| اطلاعات مقاله |

لی ، Jk. ، Sun ، K. ، Wang ، Y. et al. تظاهرات تجربی جدا کردن دوگانگی ذرات یک فوتون منفرد با گربه کوانتومی Cheshire. Light Sci Appl 12 ، 18 (2023).

https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5