Forskere observerer bølge-partikel-dualiteten af to fotoner
At forstå karakteren af kvanteobjekters adfærd er forudsætningen for en rimelig beskrivelse af kvanteverdenen. Afhængigt af om interferensen kan frembringes eller ej, er kvanteobjektet udstyret med dobbelte træk af en bølge og en partikel, det vil sige den såkaldte bølge-partikel dualitet (WPD), som generelt observeres i den såkaldte gensidige eksklusive eksperimentelle arrangementer i betydningen af Bohrs komplementaritetsprincip.
Den teoretiske fysiker John Wheeler foreslog eksperimentet med forsinket valg i 1980'erne og påpegede, at de metoder, der bruges til at observere fotoner, i sidste ende vil afgøre, om deres adfærd er som partikler eller bølger.
I 2011 foreslog Ionicioiu og Terno en kvanteversion af det forsinkede valg-eksperiment, hvorved fotonen kan tvinges ind i en overlejret tilstand af partiklen og bølgen og udviser kontinuerlig morphing mellem disse to sider med ændring af ancillaens kontrollerende parameter.
I en nylig undersøgelse offentliggjort i Physical Review A , har vi udviklet en teori og udført eksperimenter for at undersøge dobbelt opførsel af en og to fotoner som en bølge eller en partikel, baseret på opsætningen skematisk skitseret i fig. 1 og detaljeret i fig. 2.
Ved at bruge vores foreslåede opsætning var vi i stand til at se rent bølgelignende eller rent partikellignende eller bølgepartikel-superpositionslignende adfærd af en foton eller to fotoner ved at justere en enkelt klassisk kontrolparameter, α, som er proportional med reflektiviteten af stråledeleren, som vi tilføjede til Mach-Zehnder-interferometeret.
Vi fandt ud af, at bølgelængderne af både en og to fotoner i bølge-partikel-superpositionstilstandene forbliver de samme som dem i de rene bølgetilstande. Interferenssynligheden i tilfældet med to foton er altid lavere end i tilfældet med en foton. Alle de eksperimentelle fund stemmer perfekt overens med de teoretiske forudsigelser, hvilket bekræfter relevansen af den opsætning, vi har foreslået.
Vores skema for et eksperiment med forsinket valg anvender et enhedsuafhængigt forberedelses- og målingsscenario for at teste den skjulte variabelmodel med rent klassisk kontrol. Vi beregnede de tilsvarende dimensionsvidner og afslørede overtrædelsen af den lineære dimensionsvidne i en række parametre, hvilket demonstrerede umuligheden af skjulte variable modeller. Selvom vi i dette arbejde overvejede fotoner, ville lignende resultater også gælde for stofpartikler.
Denne historie er en del af Science X Dialog, hvor forskere kan rapportere resultater fra deres publicerede forskningsartikler. Besøg denne side for at få oplysninger om ScienceX Dialog og hvordan du deltager.
Flere oplysninger: Qing-Feng Xue et al., Enkelt- og to-fotonbølge-partikel-superpositioner:Teori og eksperiment, Physical Review A (2023). DOI:10.1103/PhysRevA.108.022223
Journaloplysninger: Fysisk gennemgang A
© 2024 Science X Network. Alle rettigheder forbeholdes.
Varme artikler
-
Surfing på bølger i en endimensionel kvantevæskeKredit:University of Luxembourg Fysikere fra universitetet i Luxembourg, sammen med internationale samarbejdspartnere, har for nylig publiceret en artikel i det internationalt anerkendte tidsskrif -
Team opnåede kontrol på højt niveau af spin qubit levetid baseret på silicium kvanteprikkerKredit:CC0 Public Domain Ved at justere retningen af det eksterne magnetfelt i forhold til siliciumwaferens krystallografiske akse, en forbedring af spin-levetiden (afslapningstid) med over to s -
Et vakuum ultraviolet fotoionisering-time-of-flight massespektrometer til analyse af gasfase radikal…De simulerede ionbaner (a) i det burformede fokuserende elektriske felt og (b) i det traditionelle parallelle elektriske felt. Kredit:WEN Zuoying Forskningsgruppen ledet af Prof. VUV fotoioniseri -
Knuder i resonatoren:Elegant matematik i ydmyg fysikEn trefoil knude. Kredit:Wikipedia. I hjertet af enhver resonator – det være sig en cello, en gravitationsbølgedetektor eller antennen i din mobiltelefon – er der en smuk smule matematik, som hidti
- Brug af mobiltelefondata til at estimere eksponering for luftforurening
- Schweiz i epicentrum for kryptokurrencyrevolutionen
- At have akne er positivt forbundet med det samlede karaktergennemsnit, college færdiggørelse
- Videnskabsmæssige ideer med heste
- Den amerikanske producent 3M siger at skære 2, 000 job på aftagende efterspørgsel
- HINODE fanger rekordstort solmagnetfelt