Uhinen eta partikulen propietateak materiaren bi propietate oinarrizkoak dira naturan. Argiaren kasuan, uhin edo partikula den eztabaida XVII. mendekoa da. Newtonek argiaren partikula-teoria nahiko perfektua ezarri zuen bere liburuan.Optika, eta horrek argiaren partikulen teoria ia mende batez teoria nagusi bihurtu zuen. Huygensek, Thomas Youngek, Maxwellek eta beste batzuek uste zuten argia uhin bat zela. XX. mendearen hasiera arte, Einsteinek proposatu zuenOptikaazalpen kuantikoafotoelektrikoaefektua, eta horri esker jendea konturarazi zuen argiak uhin eta partikula dualtasunaren ezaugarriak dituela. Bohr-ek geroago adierazi zuen bere osagarritasun printzipio ospetsuan argiak uhin edo partikula gisa jokatzen duen ala ez ingurune esperimental espezifikoaren araberakoa dela, eta bi propietateak ezin direla aldi berean behatu esperimentu bakar batean. Hala ere, John Wheelerrek bere hautaketa atzeratuaren esperimentu ospetsua proposatu ondoren, bere bertsio kuantikoan oinarrituta, teorikoki frogatu da argiak aldi berean uhin-partikula gainjartze egoera bat gorpuztu dezakeela, "ez uhin ez partikula, ez uhin ez partikula", eta fenomeno bitxi hau esperimentu ugaritan ikusi da. Argiaren uhin-partikula gainjartzearen behaketa esperimentalak Bohr-en osagarritasun printzipioaren muga tradizionala zalantzan jartzen du eta uhin-partikula dualtasunaren kontzeptua birdefinitzen du.
2013an, Alice in Wonderland filmeko Cheshire katuak inspiratuta, Aharonov eta beste batzuek Cheshire katuaren teoria kuantikoa proposatu zuten. Teoria honek fenomeno fisiko oso berri bat agerian uzten du, hau da, Cheshire katuaren gorputzak (entitate fisikoak) bere aurpegi irribarretsutik (atributu fisikoa) bereizketa espaziala lor dezakeela, eta horrek atributu materialaren eta ontologiaren bereizketa posible egiten du. Ondoren, ikertzaileek Cheshire katuaren fenomenoa behatu zuten neutroi eta fotoi sistemetan, eta bi Cheshire katu kuantiko aurpegi irribarretsuak trukatzen zituzten fenomenoa ere ikusi zuten.
Duela gutxi, teoria honek inspiratuta, Li Chuanfeng irakaslearen Txinako Zientzia eta Teknologia Unibertsitateko taldeak, Nankai Unibertsitateko Chen Jingling irakaslearen taldearekin lankidetzan, uhin-partikula dualtasunaren bereizketa lortu du.Optika, hau da, uhin-propietateen eta partikulen propietateen arteko bereizketa espaziala, fotoien askatasun-gradu desberdinak erabiltzen dituzten esperimentuak diseinatuz eta denbora birtualeko eboluzioan oinarritutako neurketa-teknika ahulak erabiliz. Fotoien uhin-propietateak eta partikulen propietateak aldi berean behatzen dira eskualde desberdinetan.
Emaitzek mekanika kuantikoaren oinarrizko kontzeptua, uhin-partikula dualtasuna sakontzen lagunduko dute, eta erabilitako neurketa-metodo ahulak ideiak emango ditu neurketa kuantikoaren zehaztasun-neurketaren eta komunikazio kontrafaktualen norabidean ikerketa esperimentalerako.
| paperari buruzko informazioa |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. et al. Fotoi bakar baten uhin-partikula dualtasuna bereizteko erakustaldi esperimentala Cheshire kat kuantikoa erabiliz. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Argitaratze data: 2023ko abenduaren 25a