ปริมาณความเป็นคู่ของคลื่นและอนุภาคเป็นครั้งแรก

หนึ่งในแนวคิดที่ต่อต้านสัญชาตญาณมากที่สุดในฟิสิกส์ นั่นคือแนวคิดที่ว่าวัตถุควอนตัมเป็นส่วนเสริม ทำตัวเหมือนคลื่นในบางสถานการณ์ และเหมือนอนุภาคในอีกสถานการณ์หนึ่ง เพิ่งได้รับรากฐานใหม่และเชิงปริมาณมากขึ้น นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์พื้นฐานแห่งเกาหลี (IBS) ได้ใช้แหล่งที่มาของโฟตอนที่ควบคุมอย่างแม่นยำเพื่อวัดระดับความเป็นคลื่นและความเป็นอนุภาคของโฟตอน 

ผลลัพธ์ของพวกเขา

ซึ่งตีพิมพ์แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของแหล่งที่มาของโฟตอนมีอิทธิพลต่อลักษณะของคลื่นและอนุภาค ซึ่งเป็นการค้นพบที่ซับซ้อนและท้าทายความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับความเกื้อกูลกัน การทดลองแบบ double-slit เป็นตัวอย่างต้นแบบของการเติมเต็มในที่ทำงาน เมื่อโฟตอนตัวเดียวพบกับสิ่งกีดขวาง

ที่มีช่องเปิดบางๆ สองช่อง มันจะสร้างรูปแบบการรบกวนบนหน้าจอที่อยู่ด้านหลังช่องเปิด แต่ถ้าไม่สังเกตเห็นเส้นทางของโฟตอนเท่านั้น รูปแบบการรบกวนนี้ระบุว่าโฟตอนเป็นคลื่น เนื่องจากอนุภาคจะสร้างแสงเพียงจุดเดียวบนหน้าจอ อย่างไรก็ตาม หากวางเครื่องตรวจจับไว้ที่ช่องเปิดเพื่อตรวจสอบ

ว่าโฟตอนผ่านช่องใด รูปแบบการรบกวนจะหายไป และโฟตอนจะทำงานเหมือนอนุภาค หลักการของการเติมเต็มระบุว่าผลการทดลองทั้งสองจำเป็นเพื่อให้เข้าใจธรรมชาติควอนตัมของโฟตอนอย่างถ่องแท้

สัญญาณและคนขี้เกียจ การศึกษาใหม่ได้เพิ่มหลักการนี้โดยแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของรอยกรีด

ก็มีความสำคัญเช่นกัน ในการทดลองของพวกเขา นักวิจัยของ IBS ได้ฉายแสงที่เรียกว่า ของแสงเลเซอร์ไปยังผลึกลิเธียมไนโอเบตสองผลึก คริสตัลแต่ละอันสร้างโฟตอนสองอันเมื่อส่องสว่าง: โฟตอน “สัญญาณ” และโฟตอน “คนเดินเตาะแตะ” นักวิจัยส่งโฟตอนสัญญาณไปยังอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์เพื่อ

สร้างรูปแบบการรบกวนและหาปริมาณธรรมชาติของคลื่นของโฟตอน ขณะเดียวกันก็สังเกตเส้นทางของโฟตอนที่ไม่ได้ใช้งานเพื่อระบุลักษณะของอนุภาค เนื่องจากสัญญาณและโฟตอนที่ไม่ได้ใช้งานถูกสร้างร่วมกัน พวกมันจึงก่อตัวเป็นสถานะควอนตัมเดียวที่อธิบายโดยทั้งคลื่นและการวัดคุณสมบัติของอนุภาค

ด้วยการเปลี่ยน

ความเข้มของลำแสงเมล็ดในแต่ละผลึก นักวิจัยจึงปรับเปลี่ยนโอกาสของผลึกในการปล่อยโฟตอนอย่างอิสระ ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับการควบคุม “แรงดึงดูด” ของโฟตอนในแต่ละรอยแยกในการทดลองแบบคลาสสิก เมื่อหนึ่งในผลึกมีแนวโน้มว่าจะปล่อยโฟตอนออกมามาก รูปแบบที่อินเตอร์เฟอโรมิเตอร์

สร้างขึ้นแทบจะมองไม่เห็น หมายความว่าโฟตอนส่วนใหญ่มีลักษณะคล้ายอนุภาค เมื่อความน่าจะเป็นของการปล่อยผลึกเท่ากัน รูปแบบการแทรกสอดจะคมชัด โดยเน้นลักษณะคลื่นของโฟตอน “ธรรมชาติของคลื่นของโฟตอนสามารถสกัดออกมาเป็นการมองเห็นรูปแบบการรบกวนได้” ไท ฮยอน ยุนนักฟิสิกส์

จาก IBS และผู้เขียนร่วมของการศึกษา อธิบายยืนยันผลทางทฤษฎีในการทดลองของพวกเขา Yoon และผู้ร่วมเขียนมุ่งเน้นไปที่ระบอบการปกครองที่โฟตอนที่ทำหน้าที่เป็นคลื่นและบางส่วนเป็นอนุภาค การศึกษาเชิงทฤษฎีก่อนหน้านี้ระบุว่าปริมาณความเป็นคลื่นและความเป็นอนุภาคในระบบดังกล่าว

ควรเป็นไปตามสมการง่ายๆ ที่เกี่ยวข้องกับความบริสุทธิ์ของแหล่งกำเนิด นั่นคือ โอกาสที่แหล่งกำเนิดคริสตัลใดแหล่งหนึ่งจะเป็นแหล่งที่เปล่งแสงออกมา การศึกษาครั้งใหม่นี้เป็นการทดลองเสริมความสมบูรณ์ครั้งแรกที่อธิบายและควบคุมความบริสุทธิ์ของแหล่งที่มาได้อย่างแม่นยำ 

และยืนยัน

การคาดการณ์และเพื่อนร่วมงานว่าแหล่งที่มามีความบริสุทธิ์µ sการมองเห็นรูปแบบสัญญาณรบกวนVและความสามารถในการแยกแยะเส้นทางPมีความสัมพันธ์ กันผ่านนิพจน์P 2  +  V 2  =  μ s 2

นักฟิสิกส์จากในรัฐนิวเจอร์ซีย์ สหรัฐอเมริกา กล่าวว่า “ความสามารถในการทดลองนี้

ทำให้สามารถยืนยันโครงสร้างทางทฤษฎีที่เรากำลังคุยกันอยู่ เพื่อทดสอบว่าแหล่งที่มานั้นควบคุมความเป็นคู่ระหว่างคลื่นและอนุภาคของอนุภาคควอนตัมได้อย่างไร” ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาครั้งนี้ “นี่เป็นความสำเร็จที่ยิ่งใหญ่ที่พวกเขาสามารถสร้างสถานะโฟตอนเดียวโดยที่พารามิเตอร์ทั้งหมด

การศึกษาครั้งใหม่ยังแสดงให้เห็นว่าการควบคุมและการวัดเชิงปริมาณของคลื่นโฟตอนและลักษณะอนุภาคสามารถแปลงใหม่เป็นการวัดความยุ่งเหยิงระหว่างโฟตอนคนเกียจคร้านและเครื่องตรวจจับที่ระบุเส้นทางได้ ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยได้เชื่อมต่อส่วนเติมเต็มเข้ากับคุณสมบัติของโฟตอนซึ่งมักถูกใช้

ในอุปกรณ์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง “ความสามารถในการควบคุมพิเศษนี้ [ในการตั้งค่าของเรา] อาจเป็นวิธีที่น่าสนใจและเป็นประโยชน์ในการระบุสถานะของวิศวกรควอนตัมที่อาจสนใจข้อมูลควอนตัม” Cho กล่าวนอกจากมูลค่าที่ใช้ได้ของมันแล้ว นักวิจัยยังกล่าวว่าการศึกษาของพวกเขาท้าทายความคิดดั้งเดิม

ของนักฟิสิกส์เกี่ยวกับความเกื้อกูลกัน “ในบริบทของทฤษฎีบริสุทธิ์และการทดลองพื้นฐาน การทดลองนี้เพิ่มสิ่งใหม่ๆ” ปีเตอร์ มิลอนนีนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ สหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่ใช่ผู้เขียนรายงานฉบับนี้ เห็นด้วย Qian เสริมว่าการทดลองนี้พิสูจน์ในเชิงปริมาณได้ว่า แทนที่จะเป็นโฟตอน

ที่มีพฤติกรรมเป็นอนุภาคหรือคลื่นเพียงอย่างเดียว ลักษณะของแหล่งกำเนิดที่ก่อให้เกิดโฟตอน เช่น รอยแยกในการทดลองแบบคลาสสิก มีอิทธิพลต่อจำนวนอักขระแต่ละตัวที่โฟตอนมี “การทดสอบเชิงทดลองนี้และการวิเคราะห์เชิงปริมาณเชิงทฤษฎีได้ส่งข้อความว่าอนุภาคควอนตัมสามารถทำงาน

ทฤษฎีควอนตัมให้คำอธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์ทางกายภาพในระดับโมเลกุล อะตอม และขนาดเล็กกว่าในรูปของฟังก์ชันคลื่นและความน่าจะเป็น ในทางตรงกันข้าม ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ให้คำอธิบายทางเรขาคณิตที่สวยงามของแรงโน้มถ่วง ซึ่งครอบงำฟิสิกส์ของจักรวาลของเราในระดับที่ยาวมาก เมื่อรวมกันแล้ว ทฤษฎีควอนตัมและแรงโน้มถ่วงทำให้เรามีคำอธิบายของเอกภพ

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์