Dalga ve parçacık özelliği, doğadaki maddenin iki temel özelliğidir. Işık söz konusu olduğunda, bunun bir dalga mı yoksa bir parçacık mı olduğu konusundaki tartışma 17. yüzyıla kadar uzanmaktadır. Newton, kitabında ışığın nispeten mükemmel bir parçacık teorisini ortaya koymuştur.Optik, ışığın parçacık teorisini neredeyse bir yüzyıl boyunca ana akım teori haline getiren şeydi. Huygens, Thomas Young, Maxwell ve diğerleri ışığın bir dalga olduğuna inanıyordu. 20. yüzyılın başlarına kadar, EinsteinOptikkuantum 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 fenomen çok sayıda deneyde gözlemlendi. Işığın dalga-parçacık süperpozisyonunun deneysel gözlemi, Bohr'un tamamlayıcılık ilkesinin geleneksel sınırına meydan okuyor ve dalga-parçacık ikiliği kavramını yeniden tanımlıyor.
2013 yılında, Alice Harikalar Diyarında'ki Cheshire kedisinden esinlenen Aharonov ve arkadaşları kuantum Cheshire kedisi teorisini ortaya attılar. Bu teori çok yeni bir fiziksel fenomeni ortaya koyuyor, yani Cheshire kedisinin bedeni (fiziksel varlık) gülümseyen yüzünden (fiziksel özellik) mekansal olarak ayrılabilir, bu da maddi özellik ve ontolojinin ayrılmasını mümkün kılar. Daha sonra araştırmacılar Cheshire kedisi fenomenini hem nötron hem de foton sistemlerinde gözlemlediler ve ayrıca iki kuantum Cheshire kedisinin gülümseyen yüzlerini değiştirmesi fenomenini 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.Optik, yani, fotonların farklı serbestlik derecelerini kullanarak deneyler tasarlayarak ve sanal zaman evrimine dayalı zayıf ölçüm teknikleri kullanarak, dalga özelliklerinin parçacık özelliklerinden mekansal olarak ayrılması. Fotonların dalga özellikleri ve parçacık özellikleri farklı bölgelerde aynı anda gözlenir.
Sonuçlar, kuantum mekaniğinin temel kavramı olan dalga-parçacık ikiliğinin daha iyi anlaşılmasına yardımcı olacak ve kullanılan zayıf ölçüm yöntemi, kuantum hassas 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 ikiliğini ayırmanın deneysel gösterimi. Işık Bilimi Uygulaması 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Gönderi zamanı: 25-Aralık-2023