利用弱测量观测单光子方位角回流

量子回流是一种反直觉的干涉现象，其中具有正动量的粒子可以向后传播，在涉及光与物质相互作用的应用中具有重要意义。迄今为止，回流的实验演示仅限于经典光学系统，其中使用狭缝扫描技术或Shack-Hartmann波前传感器技术测量动量。然而，这些技术由于狭缝宽度和傅里叶变换微透镜阵列密度的限制，空间分辨率较低。本文通过采用弱测量技术，从理论和实验上报道了方位角回流的观测。我们的结果表明，一个被标记的单光子，制备在仅具有负轨道角动量的特定叠加态中，表现出正轨道角动量。系统研究了模式比、传播距离和轨道角动量指数对方位角回流的影响。我们的方法避免了使用狭缝和微透镜阵列，允许在每个像素处精确提取光子动量。这项工作为观测和操控量子系统中的回流提供了新的见解和技术。