तरंग-कण द्वैत का प्रायोगिक पृथक्करण

तरंग और कण गुण प्रकृति में पदार्थ के दो मूलभूत गुण हैं। प्रकाश के मामले में, यह तरंग है या कण, इस पर बहस 17वीं शताब्दी से चली आ रही है। न्यूटन ने अपनी पुस्तक में प्रकाश का अपेक्षाकृत पूर्ण कण सिद्धांत स्थापित किया।प्रकाशिकीजिसके कारण प्रकाश का कण सिद्धांत लगभग एक सदी तक मुख्यधारा का सिद्धांत बन गया। ह्यूजेन्स, थॉमस यंग, ​​मैक्सवेल और अन्य लोगों का मानना ​​था कि प्रकाश एक तरंग है। 20वीं सदी के आरंभ तक, आइंस्टीन ने एक नया सिद्धांत प्रस्तावित किया।प्रकाशिकीक्वांटम व्याख्याफोटो इलेक्ट्रिकइस प्रभाव ने लोगों को यह अहसास दिलाया कि प्रकाश में तरंग और कण दोनों के गुण मौजूद होते हैं। बोहर ने बाद में अपने प्रसिद्ध पूरकता सिद्धांत में बताया कि प्रकाश तरंग की तरह व्यवहार करता है या कण की तरह, यह विशिष्ट प्रायोगिक वातावरण पर निर्भर करता है, और एक ही प्रयोग में दोनों गुणों को एक साथ नहीं देखा जा सकता। हालांकि, जॉन व्हीलर द्वारा अपने प्रसिद्ध विलंबित चयन प्रयोग के बाद, इसके क्वांटम संस्करण के आधार पर, यह सैद्धांतिक रूप से सिद्ध हो गया है कि प्रकाश एक साथ "न तरंग न कण, न तरंग न कण" की तरंग-कण अध्यारोपण अवस्था को धारण कर सकता है, और इस विचित्र घटना को बड़ी संख्या में प्रयोगों में देखा गया है। प्रकाश के तरंग-कण अध्यारोपण के प्रायोगिक अवलोकन ने बोहर के पूरकता सिद्धांत की पारंपरिक सीमा को चुनौती दी और तरंग-कण द्वैत की अवधारणा को पुनर्परिभाषित किया।

2013 में, एलिस इन वंडरलैंड की चेशायर कैट से प्रेरित होकर, अहारोनोव और अन्य शोधकर्ताओं ने क्वांटम चेशायर कैट सिद्धांत प्रस्तावित किया। यह सिद्धांत एक अत्यंत नवीन भौतिक घटना को उजागर करता है, अर्थात् चेशायर कैट का शरीर (भौतिक इकाई) उसके मुस्कुराते चेहरे (भौतिक गुण) से स्थानिक पृथक्करण का अनुभव कर सकता है, जिससे भौतिक गुण और सत्तामीमांसा का पृथक्करण संभव हो जाता है। शोधकर्ताओं ने न्यूट्रॉन और फोटॉन दोनों प्रणालियों में चेशायर कैट की घटना का अवलोकन किया, और आगे चलकर दो क्वांटम चेशायर कैट्स के बीच मुस्कुराते चेहरों के आदान-प्रदान की घटना का भी अवलोकन किया।

हाल ही में, इस सिद्धांत से प्रेरित होकर, चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में प्रोफेसर ली चुआनफेंग की टीम ने नानकाई विश्वविद्यालय में प्रोफेसर चेन जिंगलिंग की टीम के सहयोग से तरंग-कण द्वैत को अलग करने में सफलता प्राप्त की है।प्रकाशिकीयानी, फोटॉनों की विभिन्न स्वतंत्रता की डिग्री का उपयोग करके और आभासी समय विकास पर आधारित कमजोर मापन तकनीकों का उपयोग करके प्रयोगों को डिजाइन करके, तरंग गुणों को कण गुणों से स्थानिक रूप से अलग किया जाता है। फोटॉनों के तरंग गुण और कण गुण विभिन्न क्षेत्रों में एक साथ देखे जाते हैं।

इन परिणामों से क्वांटम यांत्रिकी की मूलभूत अवधारणा, तरंग-कण द्वैत की समझ को गहरा करने में मदद मिलेगी, और उपयोग की जाने वाली कमजोर मापन विधि क्वांटम परिशुद्धता मापन और प्रति-तथ्यात्मक संचार की दिशा में प्रायोगिक अनुसंधान के लिए विचार भी प्रदान करेगी।

| दस्तावेज़ संबंधी जानकारी |

ली, जे.के., सन, के., वांग, वाई. एट अल. क्वांटम चेशायर कैट के साथ एकल फोटॉन की तरंग-कण द्वैतता को अलग करने का प्रायोगिक प्रदर्शन। लाइट साइंस एप्लाइड 12, 18 (2023)।

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