L’ona i la propietat de partícules són dues propietats bàsiques de la matèria a la natura. En el cas de la llum, el debat sobre si es tracta d’una ona o d’una partícula es remunta al segle XVII. Newton va establir una teoria de la llum relativament perfecta al seu llibreÒptica, cosa que va fer que la teoria de les partícules es convertís en la teoria principal durant gairebé un segle. Huygens, Thomas Young, Maxwell i altres creien que la llum era una onada. Fins a principis del segle XX, Einstein va proposar elÒpticaExplicació quàntica delfotoelèctricEfecte, cosa que va fer que la gent s’adonés que la llum té les característiques de l’ona i la dualitat de partícules. Bohr va assenyalar més tard en el seu famós principi de complementarietat que si la llum es comporta com a ona o partícula depèn de l’entorn experimental específic i que ambdues propietats no es poden observar simultàniament en un sol experiment. No obstant això, després que John Wheeler proposés el seu famós experiment de selecció retardada, basat en la seva versió quàntica, s'ha demostrat teòricament que la llum pot encarnar simultàniament un estat de superposició de partícules d'ona de "ni onada ni partícula, ni onada ni partícula", i aquest estrany fenomen s'ha observat en un gran nombre d'experiments. L’observació experimental de la superposició de les parícules d’ona de la llum desafia el límit tradicional del principi de complementarietat de Bohr i redefineix el concepte de dualitat de partícules d’ona.
El 2013, inspirat en el gat de Cheshire a Alice in Wonderland, Aharonov et al. va proposar la teoria de gats quàntics de Cheshire. Aquesta teoria revela un fenomen físic molt nou, és a dir, el cos del gat de Cheshire (entitat física) pot adonar -se de la separació espacial de la seva cara somrient (atribut físic), cosa que fa possible la separació de l’atribut material i l’ontologia. Els investigadors van observar llavors el fenomen Cat de Cheshire tant en sistemes de neutrons com de fotons, i van observar a més el fenomen de dos gats quàntics de Cheshire que intercanvien cares somrients.
Recentment, inspirat en aquesta teoria, l’equip del professor Li Chuanfeng a la Universitat de Ciència i Tecnologia de la Xina, en col·laboració amb l’equip del professor Chen Jingling a la Universitat Nankai, s’ha adonat de la separació de la dualitat de partícules d’ona deÒptica, és a dir, la separació espacial de les propietats de l’ona de les propietats de partícules, dissenyant experiments mitjançant diferents graus de llibertat de fotons i utilitzant tècniques de mesura febles basades en l’evolució del temps virtual. Les propietats de l’ona i les propietats de partícules dels fotons s’observen simultàniament en diferents regions.
Els resultats ajudaran a aprofundir en la comprensió del concepte bàsic de la mecànica quàntica, la dualitat de partícules d’ona i el mètode de mesura feble utilitzat també proporcionaran idees per a la investigació experimental en la direcció de la mesura de precisió quàntica i la comunicació contrafactual.
; Informació del paper |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Demostració experimental de separar la dualitat ona - partícula d’un sol fotó amb el gat quàntic de Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5
Posada Posada: desembre del 25-2023