തരംഗ-കണിക ദ്വന്ദത്തിന്റെ പരീക്ഷണാത്മക വേർതിരിവ്

തരംഗവും കണിക സ്വഭാവവും പ്രകൃതിയിലെ ദ്രവ്യത്തിന്റെ രണ്ട് അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളാണ്. പ്രകാശത്തിന്റെ കാര്യത്തിൽ, അത് തരംഗമാണോ കണികയാണോ എന്നതിനെക്കുറിച്ചുള്ള തർക്കം പതിനേഴാം നൂറ്റാണ്ട് മുതലുള്ളതാണ്. ന്യൂട്ടൺ തന്റെ പുസ്തകത്തിൽ പ്രകാശത്തിന്റെ താരതമ്യേന പൂർണ്ണമായ ഒരു കണിക സിദ്ധാന്തം സ്ഥാപിച്ചു.ഒപ്റ്റിക്സ്, ഇത് പ്രകാശത്തിന്റെ കണികാ സിദ്ധാന്തത്തെ ഏകദേശം ഒരു നൂറ്റാണ്ടോളം മുഖ്യധാരാ സിദ്ധാന്തമാക്കി മാറ്റി. ഹ്യൂഗൻസ്, തോമസ് യംഗ്, മാക്സ്വെൽ തുടങ്ങിയവർ പ്രകാശം ഒരു തരംഗമാണെന്ന് വിശ്വസിച്ചിരുന്നു. ഇരുപതാം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ ആരംഭം വരെ, ഐൻസ്റ്റീൻ നിർദ്ദേശിച്ചത്ഒപ്റ്റിക്സ്ക്വാണ്ടം വിശദീകരണംഫോട്ടോഇലക്ട്രിക്പ്രകാശത്തിന് തരംഗത്തിന്റെയും കണിക ദ്വന്ദ്വത്തിന്റെയും സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഉണ്ടെന്ന് ആളുകളെ ബോധ്യപ്പെടുത്തിയ പ്രഭാവം. പിന്നീട് ബോർ തന്റെ പ്രസിദ്ധമായ പൂരക തത്വത്തിൽ, പ്രകാശം ഒരു തരംഗമായോ കണികയായോ പ്രവർത്തിക്കുമോ എന്നത് നിർദ്ദിഷ്ട പരീക്ഷണ പരിതസ്ഥിതിയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നുവെന്നും, രണ്ട് ഗുണങ്ങളും ഒരു പരീക്ഷണത്തിൽ ഒരേസമയം നിരീക്ഷിക്കാൻ കഴിയില്ലെന്നും ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. എന്നിരുന്നാലും, ജോൺ വീലർ തന്റെ പ്രശസ്തമായ വൈകിയുള്ള തിരഞ്ഞെടുപ്പ് പരീക്ഷണം അതിന്റെ ക്വാണ്ടം പതിപ്പിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി നിർദ്ദേശിച്ചതിനുശേഷം, പ്രകാശത്തിന് ഒരേസമയം "തരംഗമോ കണികയോ അല്ല, തരംഗമോ കണികയോ അല്ല" എന്ന തരംഗ-കണിക സൂപ്പർപോസിഷൻ അവസ്ഥ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയുമെന്ന് സൈദ്ധാന്തികമായി തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ഈ വിചിത്ര പ്രതിഭാസം നിരവധി പരീക്ഷണങ്ങളിൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗ-കണിക സൂപ്പർപോസിഷന്റെ പരീക്ഷണ നിരീക്ഷണം ബോറിന്റെ പൂരക തത്വത്തിന്റെ പരമ്പരാഗത അതിർത്തിയെ വെല്ലുവിളിക്കുകയും തരംഗ-കണിക ദ്വന്ദ്വത്തിന്റെ ആശയത്തെ പുനർനിർവചിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

2013-ൽ ആലീസ് ഇൻ വണ്ടർലാൻഡിലെ ചെഷയർ പൂച്ചയിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട്, അഹരോനോവ് തുടങ്ങിയവർ ക്വാണ്ടം ചെഷയർ പൂച്ച സിദ്ധാന്തം മുന്നോട്ടുവച്ചു. ഈ സിദ്ധാന്തം വളരെ നൂതനമായ ഒരു ഭൗതിക പ്രതിഭാസത്തെ വെളിപ്പെടുത്തുന്നു, അതായത്, ചെഷയർ പൂച്ചയുടെ ശരീരത്തിന് (ഭൗതിക അസ്തിത്വം) അതിന്റെ പുഞ്ചിരി മുഖത്ത് (ഭൗതിക സവിശേഷത) നിന്ന് സ്ഥലപരമായ വേർതിരിവ് മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് മെറ്റീരിയൽ ആട്രിബ്യൂട്ടിന്റെയും ഓൺടോളജിയുടെയും വേർതിരിവ് സാധ്യമാക്കുന്നു. തുടർന്ന് ഗവേഷകർ ന്യൂട്രോൺ, ഫോട്ടോൺ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ചെഷയർ പൂച്ച പ്രതിഭാസം നിരീക്ഷിച്ചു, തുടർന്ന് രണ്ട് ക്വാണ്ടം ചെഷയർ പൂച്ചകൾ പുഞ്ചിരിക്കുന്ന മുഖം കൈമാറുന്ന പ്രതിഭാസവും നിരീക്ഷിച്ചു.

ഈ സിദ്ധാന്തത്തിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട്, ചൈനയിലെ ശാസ്ത്ര സാങ്കേതിക സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസർ ലി ചുവാൻഫെങ്ങിന്റെ സംഘം, നങ്കായ് സർവകലാശാലയിലെ പ്രൊഫസർ ചെൻ ജിംഗ്ലിംഗിന്റെ സംഘവുമായി സഹകരിച്ച്, തരംഗ-കണിക ദ്വൈതതയുടെ വേർതിരിവ് തിരിച്ചറിഞ്ഞു.ഒപ്റ്റിക്സ്അതായത്, ഫോട്ടോണുകളുടെ വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള സ്വാതന്ത്ര്യം ഉപയോഗിച്ച് പരീക്ഷണങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തുകൊണ്ടും വെർച്വൽ സമയ പരിണാമത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ദുർബലമായ അളക്കൽ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ചുകൊണ്ടും, തരംഗ ഗുണങ്ങളെ കണികാ ഗുണങ്ങളിൽ നിന്ന് സ്പേഷ്യൽ വേർതിരിക്കൽ. വ്യത്യസ്ത പ്രദേശങ്ങളിൽ ഒരേസമയം ഫോട്ടോണുകളുടെ തരംഗ ഗുണങ്ങളും കണികാ ഗുണങ്ങളും നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.

ക്വാണ്ടം മെക്കാനിക്‌സിന്റെ അടിസ്ഥാന ആശയം, തരംഗ-കണിക ദ്വൈതത്വം എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗ്രാഹ്യം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ഫലങ്ങൾ സഹായിക്കും, കൂടാതെ ഉപയോഗിക്കുന്ന ദുർബലമായ അളവെടുപ്പ് രീതി ക്വാണ്ടം കൃത്യത അളക്കലിന്റെയും വിപരീത ആശയവിനിമയത്തിന്റെയും ദിശയിലുള്ള പരീക്ഷണ ഗവേഷണത്തിനുള്ള ആശയങ്ങൾ നൽകും.

| പേപ്പർ വിവരങ്ങൾ |

ലി, ജെ.കെ., സൺ, കെ., വാങ്, വൈ. തുടങ്ങിയവർ. ഒറ്റ ഫോട്ടോണിന്റെ തരംഗ-കണിക ദ്വന്ദ്വത്തെ ക്വാണ്ടം ചെഷയർ പൂച്ചയുമായി വേർതിരിക്കുന്നതിന്റെ പരീക്ഷണാത്മക പ്രദർശനം. ലൈറ്റ് സയൻസ് ആപ്പ്ൾ 12, 18 (2023).

https://doi.org/10.1038/s41377-022-01063-5