ტალღის ნაწილაკების ორმაგობის ექსპერიმენტული განცალკევება

ტალღა და ნაწილაკების თვისება ბუნებაში მატერიის ორი ძირითადი თვისებაა. სინათლის შემთხვევაში, კამათს იმის შესახებ, არის თუ არა ეს ტალღა ან ნაწილაკი თარიღდება მე -17 საუკუნით. ნიუტონმა თავის წიგნში ჩამოაყალიბა სინათლის შედარებით სრულყოფილი ნაწილაკების თეორიაოპტიკა, რამაც სინათლის ნაწილაკების თეორია თითქმის ერთი საუკუნის განმავლობაში გახდა მთავარი თეორია. ჰუიგენსი, თომას იანგ, მაქსველს და სხვებს სჯეროდათ, რომ შუქი ტალღა იყო. მე –20 საუკუნის დასაწყისში აინშტაინმა შესთავაზაოპტიკაკვანტური ახსნაფოტოელექტრულიეფექტი, რამაც ხალხს გააცნობიერა, რომ შუქს აქვს ტალღისა და ნაწილაკების ორმაგობის მახასიათებლები. მოგვიანებით Bohr- მა თავისი ცნობილი კომპლემენტარულობის პრინციპში აღნიშნა, რომ სინათლე იქცევა როგორც ტალღა ან ნაწილაკი, დამოკიდებულია კონკრეტულ ექსპერიმენტულ გარემოზე, და რომ ორივე თვისება ერთდროულად არ შეიძლება დაფიქსირდეს ერთ ექსპერიმენტში. ამასთან, მას შემდეგ, რაც ჯონ ვილერმა შესთავაზა მისი ცნობილი დაგვიანებული შერჩევის ექსპერიმენტი, მისი კვანტური ვერსიის საფუძველზე, თეორიულად დადასტურდა, რომ სინათლეს შეუძლია ერთდროულად განასახიეროს ტალღის ნაწილაკების სუპერპოზიციის მდგომარეობა "არც ტალღა და არც ნაწილაკი, არც ტალღა და არც ნაწილაკი" და ეს უცნაური მოვლენა არ დაფიქსირდა ექსპერიმენტების დიდ რაოდენობაში. ტალღის ნაწილაკების ექსპერიმენტული დაკვირვება სინათლის გამოწვევების გამოწვევების გამოწვევების გამოწვევების ტრადიციული საზღვარი Bohr- ის კომპლემენტარობის პრინციპის ტრადიციულ საზღვარს და განსაზღვრავს ტალღების ნაწილაკების ორმაგობის კონცეფციას.

2013 წელს, შთაგონებულია Cheshire Cat- ის ალისა Wonderland- ში, Aharonov et al. შემოთავაზებულია კვანტური ჩეშირის კატის თეორია. ეს თეორია ცხადყოფს ძალიან ახალ ფიზიკურ ფენომენს, ანუ ჩეშირის კატის სხეულს (ფიზიკურ ერთეულს) შეუძლია გააცნობიეროს სივრცითი განცალკევება მისი ღიმილიანი სახისგან (ფიზიკური ატრიბუტი), რაც შესაძლებელს გახდის მატერიალური ატრიბუტისა და ონტოლოგიის განცალკევებას. მკვლევარებმა შემდეგ დაათვალიერეს ჩეშირის კატის ფენომენი როგორც ნეიტრონისა და ფოტონის სისტემებში, და შემდგომში შეამჩნიეს ორი კვანტური ჩეშირის კატების ფენომენი, რომლებიც გაცვალეს მომღიმარი სახეები.

ახლახან, ამ თეორიის შთაგონებით, პროფესორ ლი ჩუანფენგის გუნდმა ჩინეთის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის უნივერსიტეტში, ნანკის უნივერსიტეტის პროფესორ ჩენ ჯინგლინგის გუნდთან თანამშრომლობით, გააცნობიერა ტალღის ნაწილაკების ორმაგობის განცალკევებაოპტიკაანუ, ტალღის თვისებების სივრცითი განცალკევება ნაწილაკების თვისებებისგან, ექსპერიმენტების შემუშავებით, ფოტონების თავისუფლების სხვადასხვა ხარისხით და ვირტუალური დროის ევოლუციის საფუძველზე სუსტი გაზომვის ტექნიკის გამოყენებით. ფოტონების ტალღის თვისებები და ნაწილაკების თვისებები ერთდროულად შეინიშნება სხვადასხვა რეგიონში.

შედეგები ხელს შეუწყობს კვანტური მექანიკის ძირითადი კონცეფციის, ტალღების ნაწილაკების ორმაგობის, და გამოყენებული სუსტი გაზომვის მეთოდით გაგებას, ასევე უზრუნველყოფს იდეებს ექსპერიმენტული კვლევისთვის, კვანტური ზუსტი გაზომვისა და კონტრფაქტური კომუნიკაციის მიმართულებით.

| ქაღალდის ინფორმაცია |

Li, Jk., Sun, K., Wang, Y. et al. ექსპერიმენტული დემონსტრირება ერთი ფოტონის ტალღის - ნაწილაკების ორმაგობის განცალკევების კვანტურ ჩეშირის კატასთან. მსუბუქი Sci Appl 12, 18 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5