Толқын және бөлшек қасиеті - табиғаттағы материяның екі негізгі қасиеті. Жарық жағдайында оның толқын ба, әлде бөлшек пе екендігі туралы пікірталас 17 ғасырға жатады. Ньютон өз кітабында жарықтың салыстырмалы түрде мінсіз бөлшек теориясын құрды.Оптика, бұл жарықтың бөлшектер теориясын бір ғасырға жуық уақыт бойы негізгі теорияға айналдырды. Гюйгенс, Томас Янг, Максвелл және басқалары жарықтың толқын деп сенді. 20 ғасырдың басына дейін Эйнштейн ... ұсынды.Оптикакванттық түсіндірмефотоэлектрлікәсері адамдарға жарықтың толқындық және бөлшектік дуализм сипаттамаларына ие екенін түсінуге көмектесті. Кейінірек Бор өзінің әйгілі комплементарлық принципінде жарықтың толқын немесе бөлшек ретінде әрекет етуі нақты эксперименттік ортаға байланысты екенін және екі қасиетті де бір экспериментте бір уақытта байқау мүмкін емес екенін атап өтті. Дегенмен, Джон Уилер өзінің кванттық нұсқасына негізделген әйгілі кешіктірілген іріктеу экспериментін ұсынғаннан кейін, жарықтың бір уақытта «толқын да, бөлшек те емес, толқын да, бөлшек те емес» толқын-бөлшек суперпозиция күйін қамти алатыны теориялық тұрғыдан дәлелденді және бұл таңқаларлық құбылыс көптеген эксперименттерде байқалды. Жарықтың толқын-бөлшек суперпозициясын эксперименттік бақылау Бордың комплементарлық принципінің дәстүрлі шекарасына күмән келтіреді және толқын-бөлшек дуализмі тұжырымдамасын қайта анықтайды.
2013 жылы Ахаронов және т.б. «Ғажайыптар еліндегі Алиса» кітабындағы Чешир мысығынан шабыт алып, кванттық Чешир мысығы теориясын ұсынды. Бұл теория өте жаңа физикалық құбылысты ашады, яғни Чешир мысығының денесі (физикалық тұлға) өзінің күлімсіреген бетінен (физикалық атрибут) кеңістіктік бөлінуді жүзеге асыра алады, бұл материалдық атрибут пен онтологияны бөлуді мүмкін етеді. Содан кейін зерттеушілер Чешир мысығы құбылысын нейтрондық және фотондық жүйелерде бақылады, сондай-ақ екі кванттық Чешир мысығының күлімсіреген бет алмасу құбылысын бақылады.
Жақында осы теориядан шабыттанып, Қытай ғылым және технология университетіндегі профессор Ли Чуаньфэннің командасы Нанкай университетіндегі профессор Чен Цзинлиннің командасымен бірлесіп, толқын-бөлшек дуализмін ажыратуды жүзеге асырды.Оптикаяғни, фотондардың әртүрлі еркіндік дәрежелерін пайдалана отырып және виртуалды уақыт эволюциясына негізделген әлсіз өлшеу әдістерін қолдана отырып, толқындық қасиеттерді бөлшектердің қасиеттерінен кеңістіктік бөлу. Фотондардың толқындық қасиеттері мен бөлшектердің қасиеттері әртүрлі аймақтарда бір уақытта байқалады.
Нәтижелер кванттық механиканың негізгі тұжырымдамасын, толқын-бөлшек дуализмін тереңірек түсінуге көмектеседі, ал қолданылатын әлсіз өлшеу әдісі кванттық дәлдікті өлшеу және контрфактілік байланыс бағытындағы эксперименттік зерттеулер үшін идеялар береді.
| қағаз ақпараты |
Ли, Дж.К., Сан, К., Ван, Ю. және т.б. Бір фотонның толқындық бөлшектердің дуализмін кванттық Чешир мысығымен бөлудің эксперименттік демонстрациясы. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 25 желтоқсан