Propriedade de ondas e partículas são duas propriedades básicas da matéria na natureza. No caso da luz, o debate sobre se é uma onda ou uma partícula remonta ao século XVII. Newton estabeleceu uma teoria da luz de partículas relativamente perfeita em seu livroÓptica, que fez a teoria das partículas da luz se tornar a teoria convencional por quase um século. Huygens, Thomas Young, Maxwell e outros acreditavam que a luz era uma onda. Até o início do século XX, Einstein propôs oÓpticaExplicação quântica dofotoelétricoEfeito, que fez as pessoas perceberem que a luz tem as características da dualidade de ondas e partículas. Bohr mais tarde apontou em seu famoso princípio de complementaridade de que se a luz se comporta como uma onda ou uma partícula depende do ambiente experimental específico e que ambas as propriedades não podem ser observadas simultaneamente em um único experimento. No entanto, depois que John Wheeler propôs seu famoso experimento de seleção atrasado, com base em sua versão quântica, teoricamente provou que a luz pode incorporar simultaneamente um estado de superposição de superposição de partículas de onda de "nem ondas nem partículas, nem ondas nem partículas", e esse fenômeno estranho foi observado em um grande número de experimentos. A observação experimental da superposição de partículas de ondas desafia o limite tradicional do princípio da complementaridade de Bohr e redefine o conceito de dualidade de partículas de onda.
Em 2013, inspirado no Cheshire Cat em Alice, no País das Maravilhas, Aharonov et al. propôs a teoria Quantum Cheshire Cat. Essa teoria revela um fenômeno físico muito novo, ou seja, o corpo do gato de Cheshire (entidade física) pode realizar a separação espacial de seu rosto sorridente (atributo físico), o que torna possível a separação do atributo material e a ontologia. Os pesquisadores então observaram o fenômeno de gatos de Cheshire nos sistemas de nêutrons e fótons e observaram ainda o fenômeno de dois gatos quânticos de Cheshire trocando rostos sorridentes.
Recentemente, inspirado nessa teoria, a equipe do professor Li Chuanfeng da Universidade de Ciência e Tecnologia da China, em colaboração com a equipe do professor Chen Jingling na Universidade de Nankai, percebeu a separação da dualidade de partículas de onda daÓptica, isto é, a separação espacial das propriedades das ondas das propriedades de partículas, projetando experimentos usando diferentes graus de liberdade de fótons e usando técnicas fracas de medição com base na evolução do tempo virtual. As propriedades das ondas e as propriedades das partículas dos fótons são observadas simultaneamente em diferentes regiões.
Os resultados ajudarão a aprofundar o entendimento do conceito básico de mecânica quântica, dualidade de partículas de ondas e o fraco método de medição usado também fornecerá idéias para a pesquisa experimental na direção da medição de precisão quântica e comunicação contrafactual.
| Informações em papel |
Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. Demonstração experimental de separar a dualidade de onda - partículas de um único fóton com o gato quântico Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Hora de postagem: dezembro de 25-2023