Extending Wheeler's delayed-choice experiment to space.
Extending Wheeler's delayed-choice experiment to space.
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DOI：
10.1126/sciadv.1701180
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发表时间：
2017-10
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
Villoresi P
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vedovato F;Agnesi C;Schiavon M;Dequal D;Calderaro L;Tomasin M;Marangon DG;Stanco A;Luceri V;Bianco G;Vallone G;Villoresi P
在低地球轨道卫星前所未有的距离上，证实了光的量子波-粒子二元性。格丹肯实验在量子理论的发展中一直扮演着重要的角色。一个典型的例子是惠勒的延迟选择实验，这是一种仅用经典概念无法完全理解的波粒二元性测试。我们通过卫星-地面干涉仪实现惠勒的想法，该干涉仪在太空中绵延数千公里。我们利用装有后向反射镜的快速移动的卫星反射光子的时间自由度和偏振自由度。我们通过选择测量仪器，在地面站观测到了光子从卫星向地面传播时的互补波或类粒子行为。我们的结果证实了量子力学的预测，证明了在这种前所未有的尺度上进行双重波-粒子解释的必要性。我们的工作为量子力学在涉及多个光子自由度的空间链接中的新应用铺平了道路。
The quantum wave-particle duality of light is confirmed at the unprecedented distance of low-Earth-orbit satellites. Gedankenexperiments have consistently played a major role in the development of quantum theory. A paradigmatic example is Wheeler’s delayed-choice experiment, a wave-particle duality test that cannot be fully understood using only classical concepts. We implement Wheeler’s idea along a satellite-ground interferometer that extends for thousands of kilometers in space. We exploit temporal and polarization degrees of freedom of photons reflected by a fast-moving satellite equipped with retroreflecting mirrors. We observe the complementary wave- or particle-like behaviors at the ground station by choosing the measurement apparatus while the photons are propagating from the satellite to the ground. Our results confirm quantum mechanical predictions, demonstrating the need of the dual wave-particle interpretation at this unprecedented scale. Our work paves the way for novel applications of quantum mechanics in space links involving multiple photon degrees of freedom.
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