Laine ja osakese omadused on looduses esineva aine kaks põhiomadust. Valguse puhul ulatub vaidlus selle üle, kas tegemist on laine või osakesega, tagasi 17. sajandisse. Newton lõi oma raamatus valguse suhteliselt täiusliku osakeste teooria.Optika, mis tegi valguse osakeste teooriast peaaegu sajandiks peavooluteooria. Huygens, Thomas Young, Maxwell ja teised uskusid, et valgus on laine. Kuni 20. sajandi alguseni pakkus Einstein väljaOptikakvantne seletusfotoelektrilineefekt, mis pani inimesi mõistma, et valgusel on laine ja osakese duaalsuse omadused. Hiljem juhtis Bohr oma kuulsas komplementaarsusprintsiibis tähelepanu sellele, et kas valgus käitub lainena või osakesena, sõltub konkreetsest eksperimentaalsest keskkonnast ja et mõlemat omadust ei saa ühes katses samaaegselt täheldada. Pärast seda, kui John Wheeler pakkus välja oma kuulsa viivitatud valiku eksperimendi, mis põhines selle kvantversioonil, on teoreetiliselt tõestatud, et valgus võib samaaegselt kehastada laine-osakese superpositsiooni olekut „ei laine ega osake, ei laine ega osake“, ja seda kummalist nähtust on täheldatud paljudes katsetes. Valguse laine-osakese superpositsiooni eksperimentaalne vaatlus seab kahtluse alla Bohri komplementaarsusprintsiibi traditsioonilised piirid ja määratleb uuesti laine-osakese duaalsuse kontseptsiooni.
2013. aastal pakkusid Aharonov jt. välja kvant-Cheshire'i kassi teooria, inspireerituna Alice Imedemaal olevast Cheshire'i kassist. See teooria paljastab väga uudse füüsikalise nähtuse, nimelt Cheshire'i kassi keha (füüsiline entiteet) suudab realiseerida ruumilise eraldatuse oma naeratavast näost (füüsilisest atribuudist), mis võimaldab eraldada materiaalseid atribuute ja ontoloogiat. Seejärel vaatlesid teadlased Cheshire'i kassi fenomeni nii neutron- kui ka footonsüsteemides ning lisaks vaatlesid nad fenomeni, kus kaks kvant-Cheshire'i kassi vahetavad naeratavaid nägusid.
Hiljuti, sellest teooriast inspireerituna, on Hiina Teadus- ja Tehnoloogiaülikooli professor Li Chuanfengi meeskond koostöös Nankai Ülikooli professor Chen Jinglingi meeskonnaga mõistnud laine-osakese duaalsuse eraldatuseOptika, see tähendab laineomaduste ruumilist eraldamist osakeste omadustest, kavandades katseid, mis kasutavad footonite erinevaid vabadusastmeid ja nõrku mõõtmistehnikaid, mis põhinevad virtuaalsel aja evolutsioonil. Footonite laineomadusi ja osakeste omadusi vaadeldakse samaaegselt erinevates piirkondades.
Tulemused aitavad süvendada kvantmehaanika põhikontseptsiooni, laine-osakese duaalsuse, mõistmist ning kasutatav nõrk mõõtmismeetod annab ideid ka eksperimentaalseks uurimistööks kvanttäppismõõtmise ja kontrafaktuaalse kommunikatsiooni suunas.
| paberkandjal teave |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. jt. Üksiku footoni laine-osakese duaalsuse eraldamise eksperimentaalne demonstratsioon kvant-Cheshire'i kat. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Postituse aeg: 25. detsember 2023