A propiedade da onda e da partícula son dúas propiedades básicas da materia na natureza.No caso da luz, o debate sobre se se trata dunha onda ou dunha partícula remóntase ao século XVII.Newton estableceu unha teoría de partículas da luz relativamente perfecta no seu libroÓptica, o que fixo que a teoría das partículas da luz se convertese na teoría principal durante case un século.Huygens, Thomas Young, Maxwell e outros crían que a luz era unha onda.Ata principios do século XX, Einstein propuxo oÓpticaexplicación cuántica dafotoeléctricoefecto, que fixo que a xente se decatase de que a luz ten as características da dualidade onda e partícula.Máis tarde Bohr sinalou no seu famoso principio de complementariedade que se a luz se comporta como onda ou como partícula depende do ambiente experimental específico, e que ambas propiedades non se poden observar simultaneamente nun único experimento.Non obstante, despois de que John Wheeler propuxese o seu famoso experimento de selección retardada, baseado na súa versión cuántica, demostrouse teoricamente que a luz pode encarnar simultaneamente un estado de superposición onda-partícula de "nin onda nin partícula, nin onda nin partícula", e este estraño O fenómeno foi observado nun gran número de experimentos.A observación experimental da superposición onda-partícula da luz desafía o límite tradicional do principio de complementariedade de Bohr e redefine o concepto de dualidade onda-partícula.
En 2013, inspirado no gato de Cheshire en Alicia no país das marabillas, Aharonov et al.propuxo a teoría cuántica do gato de Cheshire.Esta teoría revela un fenómeno físico moi novidoso, é dicir, o corpo (entidade física) do gato de Cheshire pode realizar a separación espacial da súa cara sorrinte (atributo físico), o que fai posible a separación do atributo material e da ontoloxía.A continuación, os investigadores observaron o fenómeno do gato de Cheshire en sistemas de neutróns e fotóns, e ademais observaron o fenómeno de dous gatos de Cheshire cuánticos que intercambiaban caras sorrintes.
Recentemente, inspirado nesta teoría, o equipo do profesor Li Chuanfeng da Universidade de Ciencia e Tecnoloxía de China, en colaboración co equipo do profesor Chen Jingling na Universidade de Nankai, deuse conta da separación da dualidade onda-partícula deÓptica, é dicir, a separación espacial das propiedades da onda das propiedades das partículas, mediante o deseño de experimentos utilizando diferentes graos de liberdade de fotóns e utilizando técnicas de medición débiles baseadas na evolución do tempo virtual.As propiedades da onda e das partículas dos fotóns obsérvanse simultaneamente en diferentes rexións.
Os resultados axudarán a afondar na comprensión do concepto básico da mecánica cuántica, a dualidade onda-partícula e o método de medición débil empregado tamén proporcionará ideas para a investigación experimental na dirección da medición de precisión cuántica e a comunicación contrafactual.
|información en papel |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al.Demostración experimental de separar a dualidade onda-partícula dun só fotón co gato de Cheshire cuántico.Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Hora de publicación: 25-12-2023