波粒二象性微探  

A Glance of the Wave-Particle Duality

作　　者：杨晨[1] 贾爱爱 王志辉[1] 张玉驰[3] 李刚[1] 张鹏飞[1] 朱诗尧[4] 张天才[1] 

机构地区：[1]山西大学光电研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室极端光学协同创新中心,山西太原030006 [2]国防科学技术大学机电工程与自动化学院,湖南长沙410073 [3]山西大学物理电子工程学院,山西太原030006 [4]浙江大学物理学系,浙江杭州310027

出　　处：《山西大学学报（自然科学版）》2017年第3期499-514,共16页Journal of Shanxi University(Natural Science Edition)

基　　金：国家重大研发计划(2017YFA0304502);国家重大科研仪器设备研制专项;国家自然科学基金(11634008;11674203;11574187;61227902)

摘　　要：从历史发展的脉络,回顾了近百年来人们对微观"粒子"波粒二象性的认识和研究过程,展示了以波粒二象性为基础的玻尔互补原理研究的进展,同时介绍了在玻尔互补原理检验方面的理论和实验工作。根据量子力学基本原理可以获得量子客体的粒子性P和波动性V必须满足波粒互补性关系P^2+V^2≤1,分别利用多光子相干光和单原子进行了实验,发现当干涉仪的路径中由于其他因素导致不平衡时,可能会出现P^2+V^2>1的"违背"互补原理的情况,同时利用量子力学的基本理论对这种情况进行了分析和解释。这项研究对深刻认识量子系统的波粒二象性和玻尔互补原理具有重要意义。We have described the research process of wave-particle duality of microscopic ＂particles＂ over the past century. The development of the Bohr^s complementarity principle has been shown based on the wave-particle duality and our theoretical and experimental tests of the principle are introduced. The parti- clelike information P and the wavelike information V must obey the basic principle of the quantum mechan- ics shown as an inequality p2 ＋V2≤1. The experiments are done based on not only the single atom but al- so multiple photons from the coherent light. Both shown that the imbalance losses would cause the ＂viola- tion＂ of the inequality relation. All the experimental results can be completely explained theoretically by quantum mechanics. The research sheds new light on this fundamental wave-particle duality relation.

关 键 词：波粒二象性 玻尔互补原理 干涉仪 损耗 

分 类 号：O43[机械工程—光学工程]