7 月 2 日消息，科技媒體 phys 于 6 月 24 日發(fā)布博文，報(bào)道稱科學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)，首次在量子尺度驗(yàn)證了物理學(xué)核心要義之一--守恒定律，為開發(fā)應(yīng)用于計(jì)算、通信和傳感領(lǐng)域的復(fù)雜量子態(tài)提供了全新思路。

注：守恒定律是自然科學(xué)的基石，它界定了物理過程中“可行”與“禁行”的邊界。就像臺(tái)球碰撞時(shí)，運(yùn)動(dòng)線性動(dòng)量會(huì)在球體間傳遞，旋轉(zhuǎn)物體則遵循角動(dòng)量守恒定律。光同樣具有角動(dòng)量特性，特別是與光的空間結(jié)構(gòu)相關(guān)的軌道角動(dòng)量。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明在量子世界中，單個(gè)光子（Photon）具有明確的角動(dòng)量量子（OAM），在光與物質(zhì)的相互作用中需要被守恒。

根據(jù)守恒定律，在具有零 OAM 的光子分裂成兩個(gè)光子后，這兩個(gè)光子的 OAM 量子之和必須為零。因此，如果一個(gè)新生成的光子具有一個(gè) OAM 量子，其配對(duì)光子必須具有相反的，即負(fù)的 OAM 量子。換句話說，1 + (-1) = 0 的簡(jiǎn)單公式必須成立。

盡管這些守恒規(guī)則已經(jīng)在激光的多種光學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證和利用，但它們從未在單個(gè)光子中得到測(cè)試。研究報(bào)告的主要作者 Dr. Lea Kopf 解釋說：“我們的實(shí)驗(yàn)表明，即使過程是由單個(gè)光子驅(qū)動(dòng)的，OAM 確實(shí)守恒。這確認(rèn)了基于過程對(duì)稱性的最基本層面的關(guān)鍵守恒定律。”