Svojstvo talasa i čestice su dva osnovna svojstva materije u prirodi. U slučaju svjetlosti, rasprava o tome da li je ona talas ili čestica datira još iz 17. vijeka. Newton je uspostavio relativno savršenu teoriju čestica svjetlosti u svojoj knjiziOptika, što je učinilo teoriju svjetlosti česticama glavnom teorijom skoro čitav vijek. Huygens, Thomas Young, Maxwell i drugi vjerovali su da je svjetlost val. Do početka 20. vijeka, Einstein je predložioOptikakvantno objašnjenjefotoelektričniefekat, koji je naveo ljude da shvate da svjetlost ima karakteristike dualnosti vala i čestice. Bohr je kasnije u svom poznatom principu komplementarnosti istakao da to da li se svjetlost ponaša kao val ili čestica zavisi od specifičnog eksperimentalnog okruženja i da se oba svojstva ne mogu istovremeno posmatrati u jednom eksperimentu. Međutim, nakon što je John Wheeler predložio svoj poznati eksperiment odgođene selekcije, zasnovan na njegovoj kvantnoj verziji, teoretski je dokazano da svjetlost može istovremeno utjeloviti stanje superpozicije vala i čestice „ni vala ni čestice, ni vala ni čestice“, i ovaj neobičan fenomen je uočen u velikom broju eksperimenata. Eksperimentalno posmatranje superpozicije vala i čestice svjetlosti dovodi u pitanje tradicionalnu granicu Bohrovog principa komplementarnosti i redefiniše koncept dualnosti vala i čestice.
Godine 2013, inspirisani češirskom mačkom iz Alise u zemlji čuda, Aharonov i saradnici su predložili kvantnu teoriju češirske mačke. Ova teorija otkriva vrlo novi fizički fenomen, naime, tijelo češirske mačke (fizički entitet) može ostvariti prostorno odvajanje od svog nasmijanog lica (fizičkog atributa), što omogućava odvajanje materijalnog atributa i ontologije. Istraživači su zatim posmatrali fenomen češirske mačke i u neutronskim i u fotonskim sistemima, a dalje su posmatrali fenomen dvije kvantne češirske mačke koje razmjenjuju nasmijana lica.
Nedavno, inspirisan ovom teorijom, tim profesora Li Chuanfenga sa Univerziteta nauke i tehnologije Kine, u saradnji sa timom profesora Chen Jinglinga sa Univerziteta Nankai, ostvario je razdvajanje dualnosti talasa i čestica...Optika, odnosno, prostorno odvajanje svojstava talasa od svojstava čestica, dizajniranjem eksperimenata korištenjem različitih stepeni slobode fotona i korištenjem slabih tehnika mjerenja zasnovanih na evoluciji virtuelnog vremena. Svojstva talasa i svojstva čestica fotona se posmatraju istovremeno u različitim regionima.
Rezultati će pomoći u produbljivanju razumijevanja osnovnog koncepta kvantne mehanike, dualnosti talasa i čestica, a korištena metoda slabog mjerenja će također pružiti ideje za eksperimentalna istraživanja u smjeru kvantno preciznog mjerenja i kontrafaktualne komunikacije.
informacije na papiru
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. i dr. Eksperimentalna demonstracija razdvajanja dualnosti talas-čestica jednog fotona pomoću kvantne Cheshire mačke. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Vrijeme objave: 25. decembar 2023.