中关村论坛 388
题目: 波粒二象性之新检验:理论分析和实验验证
时间: 2019年12月17日 15:00
地点: 中科院物理研究所M楼830会议室
报告人: 李志远 教授

华南理工大学物理与光电学院

报告人简介:

李志远教授1994年毕业于中国科技大学物理系,1999年篮球比分雷速理学博士。2005年获国家杰出青年科学基金,2011年度获中国光学学会“王大珩光学奖”,2014和2018年入选全球高被引科学家,2016-2018年入选爱思维尔中国高被引科学家。2004-2016年任中科院物理研究所研究员、课题组组长,2016年10月起任华南理工大学物理与光电学院教授,副院长。现任EPL Co-Editor, 以及Advanced Optical Materials 和Frontiers of Optoelectronics编委。主要研究方向为微纳光子学、非线性光学、激光技术、光镊技术、量子光学和量子物理中的理论、实验和应用研究。已发表物理、化学、材料学领域SCI论文420篇,论文有广泛的学术影响,被SCI引用2万多次,H-index为69。

报告摘要:

微观粒子具有波粒二象性,它们有时表现为粒子性(有确定的路径,但不产生干涉条纹),有时表现为波动性(没有确定的路径,但产生干涉条纹),依赖于观察者如何去观测它们的运动行为,但是两者不可能同时被观测到。波粒二象性是量子力学的概念基础,也一直是量子物理中迷雾重重的一个待解之问题。

本报告将介绍作者在利用光子和原子干涉仪检验微观粒子波粒二象性这一量子物理基础问题上的20年思考,以及近5年来所获得的理论和实验研究进展。作者将从量子力学的基本操作规则出发,对几种经典干涉仪以及作者首创的弱测量光子和原子干涉仪做系统的量子力学分析,求解出这些干涉仪中微观粒子波函数演化的行为,在此基础上计算出微观粒子干涉条纹的可见度V和运动路径的可辨别度D,从而对微观粒子波动性和粒子性的可观测性进行定量化的评估。理论计算结果表明,利用弱测量光子和原子干涉仪可以突破正统的波粒二象性原理对波动性和粒子性同时观测所施加的理论限制。在理论研究的指引下,作者和合作者开展了单光子实验,结果完全证实了理论的预言。弱测量光子和原子干涉仪的提出及其深入的理论和实验研究,打开了同时观测微观粒子的波动性和粒子性的一条通道,有望为量子力学建立更加牢固可靠的概念基础提供有益的思路。

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