Les propriétés des ondes et des particules sont deux propriétés de base de la matière dans la nature. Dans le cas de la lumière, le débat sur le fait qu'il s'agit d'une vague ou d'une particule remonte au XVIIe siècle. Newton a établi une théorie des particules relativement parfaite de la lumière dans son livreOptique, ce qui a fait de la théorie des particules de la lumière la théorie dominante pendant près d'un siècle. Huygens, Thomas Young, Maxwell et d'autres pensaient que la lumière était une vague. Jusqu'au début du 20e siècle, Einstein a proposé leOptiqueExplication quantique duphoto-électriqueEffet, ce qui a fait réaliser aux gens que la lumière a les caractéristiques de la dualité des ondes et des particules. Bohr a ensuite souligné dans son célèbre principe de complémentarité que la question de savoir si la lumière se comporte comme une onde ou une particule dépend de l'environnement expérimental spécifique, et que les deux propriétés ne peuvent pas être observées simultanément dans une seule expérience. Cependant, après que John Wheeler a proposé sa célèbre expérience de sélection retardée, sur la base de sa version quantique, il a été théoriquement prouvé que la lumière peut incarner simultanément un état de superposition de praticaux d'onde de «ni onde ni particule, ni onde ni particules», et cet étrange phénomène n'a été observé dans un grand nombre d'expériences. L'observation expérimentale de la superposition des ondes-particules de la lumière remet en question la frontière traditionnelle du principe de complémentarité de Bohr et redéfinit le concept de dualité vague-particules.
En 2013, inspiré par le Cheshire Cat à Alice au pays des merveilles, Aharonov et al. a proposé la théorie du chat du Cheshire Quantum. Cette théorie révèle un phénomène physique très nouveau, c'est-à-dire que le corps du chat Cheshire (entité physique) peut réaliser la séparation spatiale de son visage souriant (attribut physique), ce qui rend possible la séparation de l'attribut matériel et de l'ontologie. Les chercheurs ont ensuite observé le phénomène de chat du Cheshire dans les systèmes à neutrons et à photons, et ont en outre observé le phénomène de deux chats du Cheshire quantique échangeant des faces souriantes.
Récemment, inspiré par cette théorie, l'équipe du professeur Li Chuanfeng à l'Université des sciences et de la technologie de Chine, en collaboration avec l'équipe du professeur Chen Jingling à l'Université de Nankai, a réalisé la séparation de la dualité de pratique d'onde de la dualité de la dualité de la pratique de vagues deOptiquec'est-à-dire la séparation spatiale des propriétés des vagues des propriétés des particules, en concevant des expériences utilisant différents degrés de liberté de photons et en utilisant de faibles techniques de mesure basées sur l'évolution du temps virtuelle. Les propriétés d'onde et les propriétés des particules des photons sont observées simultanément dans différentes régions.
Les résultats contribueront à approfondir la compréhension du concept de base de la mécanique quantique, de la dualité des pratiques d'onde et de la méthode de mesure faible utilisée fourniront également des idées pour la recherche expérimentale dans le sens de la mesure de la précision quantique et de la communication contrefactuelle.
| Informations sur papier |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Démonstration expérimentale de la séparation de la dualité onde-particules d'un seul photon avec le chat quantique Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/S41377-022-01063-5
Heure du poste: Dec-25-2023