中国科大首次观测到杨氏双缝实验中非局域的动量传递

作者:admin 来源:未知 点击数: 发布时间:2019年06月21日

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  中国科大初次观测到杨氏双缝尝试中非局域的动量传送

  中国科大初次观测到杨氏双缝尝试中非局域的动量传送

  2019年06月17日 21:02

  中国科学手艺大学

  原题目:中国科大初次观测到杨氏双缝尝试中非局域的动量传送

  中国科学手艺大学郭光灿院士团队在量子物理根基问题研究中取得新进展,该团队李传锋、许金时等人与其合作者操纵玻姆动量概率分布来量化杨氏双缝中“which-way” 丈量对光子动量发生的扰动,初次尝试观测到非局域的动量传送,验证了光子动量改变量与干与条纹可见度之间的量化关系。该研究功效于2019年6月14日颁发在国际权势巨子期刊《科学•进展》(Science Advances)上。

  在杨氏双缝尝试中,当人们对光子进行“which-way” 丈量来识别它具体从哪个狭缝通过时,不成避免地会粉碎干与条纹的可见度。然而,关于“which-way” 丈量能否通过扰动粒子的动量来粉碎杨氏双缝干与这一问题不断具有激烈辩论。为了更深切地研究波粒二象性,就需要找到一个愈加普适的方式来量化光子的动量变化。幸运的是玻姆力学供给领会决这一问题的方式。关于量子力学的注释有良多种,常见的量子力学书中教学的只是哥本哈根学派的注释。出名物理学家和科学思惟家戴维·玻姆对于哥本哈根学派的注释很不合错误劲,于1950年代提出了关于量子力学的一种新的注释。在玻姆理论中,粒子在肆意时辰都具有明白的位置和动量,它沿着一条确定的轨迹演化。因而即便粒子的初态不是动量的本征态,我们仍然能够计较出粒子的动量改变量。此外粒子的平均轨迹在尝试上能够用弱丈量的方式重构出来。

  基于玻姆理论,操纵弱丈量手艺,李传锋、许金时等人在本来实现光子轨迹非局域扶引[Optics Express 25, 14463-14472 (2017)]的根本上,进一步重构了颠末杨氏双缝干与安装并传布至8.6米处的光子玻姆轨迹。然后采用澳大利亚合作者Howard M. Wiseman提出的玻姆动量概率分布来量化路径探测过程中光子的动量改变量。通过对比有无“which-way” 丈量时的光子动量,研究组观测到光子总的动量改变量的绝对值在近场时很小,可是会跟着传布距离的添加而添加,展示了非局域的动量累加过程。在远场时,研究组进一步验证了粒子动量改变量的绝对值与干与条纹可见度之间的量化关系。尝试成果表白跟着动量改变量的添加,干与条纹可见度将随之下降。

  a)动量传送过程;b)动量改变量与可见度的关系

  这项工作表白在杨氏双缝尝试中引入“which-way” 丈量时,玻姆理论供给了一种无效方式用来尝试查验“光子轨迹”。这对量子力学根本问题的研究具有主要意义而且有助于加深人们对波粒二象性和互补道理的理解。

  文章的第一作者是中科院量子消息重点尝试室2018年结业的研究生肖芽。该工作获得了科技部、国度天然科学基金委、中科院和安徽省的赞助。

  (中科院量子消息重点尝试室、中科院量子消息和量子科技立异研究院、科研部)

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