Dalga ve parçacık özelliği, doğadaki maddenin iki temel özelliğidir. Işığın dalga mı yoksa parçacık mı olduğu tartışması 17. yüzyıla kadar uzanmaktadır. Newton, kitabında ışığın nispeten kusursuz bir parçacık teorisini ortaya koymuştur.OptikBu da ışığın parçacık teorisinin neredeyse bir yüzyıl boyunca ana akım teori haline gelmesini sağladı. Huygens, Thomas Young, Maxwell ve diğerleri ışığın bir dalga olduğuna inanıyordu. 20. yüzyılın başlarına kadar Einstein,Optikkuantum açıklamasıfotoelektrikEtkisi, insanların ışığın dalga ve parçacık ikiliğinin özelliklerine sahip olduğunu fark etmelerini sağladı. Bohr daha sonra ünlü tamamlayıcılık ilkesinde, ışığın dalga mı yoksa parçacık mı gibi davrandığının belirli deneysel ortama bağlı olduğunu ve her iki özelliğin aynı anda tek bir deneyde gözlemlenemeyeceğini belirtti. Ancak John Wheeler, kuantum versiyonuna dayanan ünlü gecikmeli seçilim deneyini önerdikten sonra, ışığın aynı anda "ne dalga ne parçacık, ne dalga ne parçacık" dalga-parçacık süperpozisyon durumunu bünyesinde barındırabileceği teorik olarak kanıtlandı ve bu garip olgu çok sayıda deneyde gözlemlendi. Işığın dalga-parçacık süperpozisyonunun deneysel gözlemi, Bohr'un tamamlayıcılık ilkesinin geleneksel sınırlarına meydan okuyor ve dalga-parçacık ikiliği kavramını yeniden tanımlıyor.
2013 yılında, Alice Harikalar Diyarında'daki Cheshire kedisinden ilham alan Aharonov ve arkadaşları, kuantum Cheshire kedisi teorisini ortaya attılar. Bu teori, oldukça yeni bir fiziksel olguyu ortaya koyuyor: Cheshire kedisinin bedeni (fiziksel varlığı), gülümseyen yüzünden (fiziksel niteliği) uzamsal olarak ayrılabilir ve bu da maddi nitelik ile ontolojinin ayrılmasını mümkün kılar. Araştırmacılar daha sonra Cheshire kedisi olgusunu hem nötron hem de foton sistemlerinde gözlemlediler ve ayrıca iki kuantum Cheshire kedisinin gülümseyen yüzlerini paylaşması olgusunu gözlemlediler.
Son zamanlarda bu teoriden ilham alan Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'ndeki Profesör Li Chuanfeng'in ekibi, Nankai Üniversitesi'ndeki Profesör Chen Jingling'in ekibiyle işbirliği yaparak, dalga-parçacık ikiliğinin ayrılmasını gerçekleştirdi.OptikYani, farklı foton serbestlik dereceleri kullanılarak deneyler tasarlanarak ve sanal zaman evrimine dayalı zayıf ölçüm teknikleri kullanılarak, dalga özelliklerinin parçacık özelliklerinden mekansal olarak ayrılması. Fotonların dalga özellikleri ve parçacık özellikleri farklı bölgelerde aynı anda gözlemlenir.
Elde edilen sonuçlar, kuantum mekaniğinin temel kavramı olan dalga-parçacık ikiliğinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacak ve kullanılan zayıf ölçüm yöntemi, kuantum hassaslığında ölçüm ve karşıt olgusal iletişim yönünde yapılacak deneysel araştırmalara fikir verecektir.
| kağıt bilgisi |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. ve diğerleri. Kuantum Cheshire kedisi ile tek bir fotonun dalga-parçacık ikiliğinin ayrılmasının deneysel gösterimi. Işık Bilimi Uygulaması 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Gönderim zamanı: 25 Aralık 2023