Mae priodweddau tonnau a gronynnau yn ddau briodwedd sylfaenol o fater mewn natur. Yng nghyd-destun golau, mae'r ddadl ynghylch a yw'n don neu'n ronyn yn dyddio'n ôl i'r 17eg ganrif. Sefydlodd Newton ddamcaniaeth gronynnau gymharol berffaith o olau yn ei lyfrOpteg, a wnaeth i ddamcaniaeth gronynnau golau ddod yn ddamcaniaeth brif ffrwd am bron i ganrif. Credai Huygens, Thomas Young, Maxwell ac eraill mai ton oedd golau. Hyd at ddechrau'r 20fed ganrif, cynigiodd Einstein yOptegesboniad cwantwm o'rffotodrydanoleffaith, a wnaeth i bobl sylweddoli bod gan olau nodweddion deuoliaeth ton a gronyn. Yn ddiweddarach, nododd Bohr yn ei egwyddor gyflenwoldeb enwog fod a yw golau yn ymddwyn fel ton neu ronyn yn dibynnu ar yr amgylchedd arbrofol penodol, ac na ellir arsylwi'r ddau briodwedd ar yr un pryd mewn un arbrawf. Fodd bynnag, ar ôl i John Wheeler gynnig ei arbrawf dethol oedi enwog, yn seiliedig ar ei fersiwn cwantwm, profwyd yn ddamcaniaethol y gall golau ymgorffori cyflwr uwchosodiad ton-gronyn o "nid ton na gronyn, na thon na gronyn" ar yr un pryd, ac mae'r ffenomen ryfedd hon wedi'i harsylwi mewn nifer fawr o arbrofion. Mae arsylwi arbrofol uwchosodiad ton-gronyn golau yn herio ffin draddodiadol egwyddor gyflenwoldeb Bohr ac yn ailddiffinio'r cysyniad o ddeuoliaeth ton-gronyn.
Yn 2013, wedi'u hysbrydoli gan y gath Cheshire yn Alice in Wonderland, cynigiodd Aharonov et al. ddamcaniaeth cwantwm cath Cheshire. Mae'r ddamcaniaeth hon yn datgelu ffenomen ffisegol newydd iawn, hynny yw, gall corff y gath Cheshire (endid ffisegol) wireddu gwahanu gofodol oddi wrth ei wyneb gwenu (priodoledd ffisegol), sy'n gwneud gwahanu priodoledd materol ac ontoleg yn bosibl. Yna arsylwodd yr ymchwilwyr ffenomen y gath Cheshire mewn systemau niwtron a ffoton, ac arsylwodd ymhellach ffenomen dwy gath Cheshire cwantwm yn cyfnewid wynebau gwenu.
Yn ddiweddar, wedi'i ysbrydoli gan y ddamcaniaeth hon, mae tîm yr Athro Li Chuanfeng ym Mhrifysgol Gwyddoniaeth a Thechnoleg Tsieina, mewn cydweithrediad â thîm yr Athro Chen Jingling ym Mhrifysgol Nankai, wedi sylweddoli gwahanu deuoldeb ton-gronynOpteg, hynny yw, gwahanu priodweddau tonnau o briodweddau gronynnau yn ofodol, trwy ddylunio arbrofion gan ddefnyddio gwahanol raddau o ryddid ffotonau a defnyddio technegau mesur gwan yn seiliedig ar esblygiad amser rhithwir. Arsylwir priodweddau tonnau a phriodweddau gronynnau ffotonau ar yr un pryd mewn gwahanol ranbarthau.
Bydd y canlyniadau'n helpu i ddyfnhau'r ddealltwriaeth o gysyniad sylfaenol mecaneg cwantwm, deuoldeb ton-gronyn, a bydd y dull mesur gwan a ddefnyddir hefyd yn darparu syniadau ar gyfer yr ymchwil arbrofol i gyfeiriad mesur manwl gywirdeb cwantwm a chyfathrebu gwrthffeithiol.
| gwybodaeth papur |
Li, JK., Sun, K., Wang, Y. ac eraill. Arddangosiad arbrofol o wahanu deuoldeb ton-gronyn ffoton sengl gyda chat cwantwm Cheshire. Light Sci Appl 12, 18 (2023).
https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5
Amser postio: 25 Rhagfyr 2023