การแยกการทดลองของคู่-อนุภาคคลื่นคู่

คุณสมบัติของคลื่นและอนุภาคเป็นคุณสมบัติพื้นฐานสองประการของสสารในธรรมชาติ ในกรณีของแสงการอภิปรายว่าเป็นคลื่นหรืออนุภาคย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 17 นิวตันได้สร้างทฤษฎีแสงที่ค่อนข้างสมบูรณ์แบบในหนังสือของเขาเลนส์ซึ่งทำให้ทฤษฎีอนุภาคของแสงกลายเป็นทฤษฎีกระแสหลักมาเกือบศตวรรษ Huygens, Thomas Young, Maxwell และคนอื่น ๆ เชื่อว่า Light เป็นคลื่น จนถึงต้นศตวรรษที่ 20 ไอน์สไตน์เสนอเลนส์คำอธิบายควอนตัมของเกี่ยวกับโฟโตอิเล็กทริกผลซึ่งทำให้ผู้คนตระหนักว่าแสงมีลักษณะของคลื่นและความเป็นคู่ของอนุภาค ต่อมา Bohr ชี้ให้เห็นในหลักการเสริมที่มีชื่อเสียงของเขาว่าแสงทำงานเป็นคลื่นหรืออนุภาคขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการทดลองที่เฉพาะเจาะจงและคุณสมบัติทั้งสองไม่สามารถสังเกตได้พร้อมกันในการทดลองครั้งเดียว อย่างไรก็ตามหลังจากที่จอห์นวีลเลอร์เสนอการทดลองคัดเลือกล่าช้าที่โด่งดังของเขาตามรุ่นควอนตัมมันได้รับการพิสูจน์ในทางทฤษฎีว่าแสงสามารถรวบรวมสถานะการซ้อนทับของอนุภาคคลื่นพร้อมกันของ“ ทั้งคลื่นหรืออนุภาคไม่ได้คลื่นหรืออนุภาค” และปรากฏการณ์แปลก ๆ นี้ในการทดลองจำนวนมาก การสังเกตการทดลองของการซ้อนทับอนุภาคคลื่นของแสงท้าทายขอบเขตดั้งเดิมของหลักการเติมเต็มของ Bohr และนิยามแนวคิดของการเป็นคู่ของอนุภาคคลื่น

ในปี 2013 ได้รับแรงบันดาลใจจากแมวเชสเชียร์ในอลิซในดินแดนมหัศจรรย์ Aharonov และคณะ เสนอทฤษฎีแมวควอนตัมเชสเชียร์ ทฤษฎีนี้เผยให้เห็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่แปลกใหม่มากนั่นคือร่างกายของแมว Cheshire (เอนทิตีทางกายภาพ) สามารถตระหนักถึงการแยกเชิงพื้นที่ออกจากใบหน้าที่ยิ้มแย้ม (คุณลักษณะทางกายภาพ) ซึ่งทำให้การแยกคุณลักษณะของวัสดุและ ontology เป็นไปได้ จากนั้นนักวิจัยได้สังเกตปรากฏการณ์แมวเชสเชียร์ทั้งในระบบนิวตรอนและโฟตอนและสังเกตปรากฏการณ์ของแมวควอนตัมสองตัวที่แลกเปลี่ยนใบหน้ายิ้ม

เมื่อเร็ว ๆ นี้ได้รับแรงบันดาลใจจากทฤษฎีนี้ทีมงานของศาสตราจารย์หลี่ชูแวนเฟิงที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของจีนโดยความร่วมมือกับทีมงานของศาสตราจารย์เฉินจิงลิงที่มหาวิทยาลัยนันไดได้ตระหนักถึงการแยกความเป็นคู่ของคลื่นเลนส์นั่นคือการแยกเชิงพื้นที่ของคุณสมบัติของคลื่นจากคุณสมบัติของอนุภาคโดยการออกแบบการทดลองโดยใช้ระดับความเป็นอิสระของโฟตอนที่แตกต่างกันและใช้เทคนิคการวัดที่อ่อนแอตามวิวัฒนาการเวลาเสมือนจริง คุณสมบัติของคลื่นและคุณสมบัติของอนุภาคของโฟตอนจะถูกสังเกตพร้อมกันในภูมิภาคต่าง ๆ

ผลลัพธ์จะช่วยให้เข้าใจแนวคิดพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้นและวิธีการวัดที่อ่อนแอที่ใช้จะให้แนวคิดสำหรับการวิจัยเชิงทดลองในทิศทางของการวัดความแม่นยำควอนตัม

- ข้อมูลกระดาษ |

Li, Jk., Sun, K. , Wang, Y. et al. การสาธิตการทดลองของการแยกความเป็นคู่ของคลื่นของโฟตอนเดียวกับแมวควอนตัมเชสเชียร์ Sci Light Appl 12, 18 (2023)

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