Aalto- ja hiukkasominaisuus ovat kaksi aineen perusominaisuutta luonnossa.Valon tapauksessa keskustelu siitä, onko se aalto vai hiukkanen, juontaa juurensa 1600-luvulta.Newton perusti kirjassaan suhteellisen täydellisen hiukkasteorian valostaOptiikka, joka teki valon hiukkasteoriasta valtavirran teorian lähes vuosisadaksi.Huygens, Thomas Young, Maxwell ja muut uskoivat valon olevan aalto.1900-luvun alkuun asti Einstein ehdottiOptiikkakvantti selitysvalosähköinenvaikutus, joka sai ihmiset ymmärtämään, että valolla on aaltojen ja hiukkasten kaksinaisuuden ominaisuuksia.Bohr huomautti myöhemmin kuuluisalla komplementaarisuusperiaatteellaan, että se, käyttäytyykö valo aallona vai hiukkasena, riippuu tietystä koeympäristöstä ja että molempia ominaisuuksia ei voida havaita samanaikaisesti yhdessä kokeessa.Kuitenkin sen jälkeen kun John Wheeler ehdotti kuuluisaa viivästettyä valintakoettaan, joka perustuu sen kvanttiversioon, on teoreettisesti todistettu, että valo voi samanaikaisesti ilmentää aaltohiukkasten superpositiotilaa "ei aalto eikä hiukkanen, ei aalto eikä hiukkanen", ja tämä outo. ilmiö on havaittu useissa kokeissa.Valon aaltohiukkasten superpositiota kokeellinen havainnointi haastaa Bohrin komplementaarisuusperiaatteen perinteisen rajan ja määrittelee uudelleen käsitteen aalto-hiukkasten kaksinaisuudesta.
Vuonna 2013 Liisa Ihmemaassa Cheshire-kissan innoittamana Aharonov et al.ehdotti kvantti Cheshiren kissateoriaa.Tämä teoria paljastaa hyvin uudenlaisen fyysisen ilmiön, toisin sanoen Cheshire-kissan ruumis (fyysinen kokonaisuus) voi toteuttaa avaruudellisen eron hymiökasvostaan (fyysinen attribuutti), mikä mahdollistaa materiaalisen attribuutin ja ontologian erottamisen.Tämän jälkeen tutkijat havaitsivat Cheshire-kissa-ilmiön sekä neutroni- että fotonijärjestelmissä ja havaitsivat edelleen ilmiön, jossa kaksi kvantti Cheshire -kissaa vaihtoivat hymyileviä kasvoja.
Äskettäin tämän teorian innoittamana professori Li Chuanfengin tiimi Kiinan tiede- ja teknologiayliopistossa yhteistyössä professori Chen Jinglingin Nankain yliopiston tiimin kanssa on ymmärtänyt aalto-hiukkaskaksinaisuuden erottamisen.Optiikka, eli aallon ominaisuuksien avaruudellinen erottaminen hiukkasten ominaisuuksista suunnittelemalla kokeita fotonien eri vapausasteilla ja käyttämällä heikkoja virtuaaliseen ajan evoluutioon perustuvia mittaustekniikoita.Fotonien aalto- ja hiukkasominaisuuksia havaitaan samanaikaisesti eri alueilla.
Tulokset auttavat syventämään ymmärrystä kvanttimekaniikan peruskäsityksestä, aalto-hiukkasten kaksinaisuudesta, ja käytetty heikko mittausmenetelmä antaa ideoita myös kokeelliseen tutkimukseen kvanttitarkkuusmittauksen ja kontrafaktuaalisen viestinnän suuntaan.
|paperitiedot |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et ai.Kokeellinen osoitus yksittäisen fotonin aalto-hiukkasten kaksinaisuuden erottamisesta kvantti Cheshire -kissan kanssa.Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Postitusaika: 25.12.2023