Properti gelombang dan partikel adalah dua sifat dasar materi di alam. Dalam kasus cahaya, perdebatan tentang apakah itu gelombang atau partikel berasal dari abad ke -17. Newton membangun teori cahaya partikel yang relatif sempurna dalam bukunyaOptik, yang membuat teori cahaya partikel menjadi teori arus utama selama hampir seabad. Huygens, Thomas Young, Maxwell dan yang lainnya percaya bahwa cahaya adalah gelombang. Sampai awal abad ke -20, Einstein mengusulkanOptikPenjelasan kuantum darifotoelektrikefek, yang membuat orang menyadari bahwa cahaya memiliki karakteristik dualitas gelombang dan partikel. Bohr kemudian menunjukkan dalam prinsip komplementaritasnya yang terkenal bahwa apakah cahaya berperilaku sebagai gelombang atau partikel tergantung pada lingkungan eksperimental spesifik, dan bahwa kedua sifat tidak dapat diamati secara bersamaan dalam satu percobaan. Namun, setelah John Wheeler mengusulkan eksperimen seleksi tertunda yang terkenal, berdasarkan versi kuantumnya, secara teoritis terbukti bahwa cahaya secara bersamaan dapat mewujudkan keadaan superposisi gelombang-partikel dari "gelombang maupun partikel, baik gelombang maupun partikel", dan fenomena aneh ini telah diamati dalam sejumlah besar percobaan. Pengamatan eksperimental superposisi gelombang-partikel dari cahaya menantang batas tradisional prinsip komplementaritas Bohr dan mendefinisikan kembali konsep dualitas gelombang-partikel.
Pada 2013, terinspirasi oleh Cheshire Cat in Alice in Wonderland, Aharonov et al. mengusulkan teori kucing kuantum cheshire. Teori ini mengungkapkan fenomena fisik yang sangat baru, yaitu tubuh Cheshire Cat (entitas fisik) dapat mewujudkan pemisahan spasial dari wajahnya yang tersenyum (atribut fisik), yang membuat pemisahan atribut material dan ontologi menjadi mungkin. Para peneliti kemudian mengamati fenomena Cheshire Cat dalam sistem neutron dan foton, dan selanjutnya mengamati fenomena dua kucing Cheshire kuantum yang bertukar wajah tersenyum.
Baru-baru ini, terinspirasi oleh teori ini, tim Profesor Li Chuanfeng di Universitas Sains dan Teknologi Tiongkok, bekerja sama dengan tim Profesor Chen Jingling di Universitas Nankai, telah menyadari pemisahan dualitas gelombang-partikel gelombangOptik, yaitu, pemisahan spasial sifat gelombang dari sifat partikel, dengan merancang eksperimen menggunakan berbagai tingkat kebebasan foton dan menggunakan teknik pengukuran yang lemah berdasarkan evolusi waktu virtual. Sifat gelombang dan sifat partikel foton diamati secara bersamaan di berbagai daerah.
Hasilnya akan membantu memperdalam pemahaman konsep dasar mekanika kuantum, dualitas gelombang-partikel, dan metode pengukuran yang lemah yang digunakan juga akan memberikan ide untuk penelitian eksperimental ke arah pengukuran presisi kuantum dan komunikasi kontrafaktual.
| Informasi Kertas |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Demonstrasi eksperimental memisahkan dualitas gelombang - foton tunggal dengan kucing Cheshire kuantum. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Waktu posting: Des-25-2023