荷兰出生克里斯蒂安·惠更斯可能是您从未听说过的最著名的物理学家之一。他在 17 世纪末的工作跨越了宇宙的无形和有形领域：光的本质和移动物体的力学。
在惠更斯的众多贡献中，他提出了光的波动理论，该理论引发了物理光学，它处理光的干涉、衍射和偏振。他还发明了第一个摆钟;直到工业革命时期，它仍然是近 300 年来最准确的计时器。
人们对这两个看似不同的光学领域之间的联系知之甚少。经典力学- 到目前为止。
新泽西州史蒂文斯理工学院的两位物理学家重新审视了惠更斯 1673 年发表的关于摆的开创性工作，并利用他 350 年前的力学定理揭示了一些最奇怪、最基本的力学定理之间的一些新联系。 ，光的性质。
“通过第一项研究，我们清楚地表明，通过应用机械概念，可以以全新的方式理解光学系统，”说physicist Xiaofeng Qian.
钱和他在史蒂文斯研究所的同事 Misagh Izadi 在计算中考虑了光的两个属性：偏振和一种称为经典或非量子的相关形式，纠缠。
这两个属性反映了奇怪的光的二元性渗透到我们宇宙的每一个角落。从量子意义上来说，光——就像所有形式的物质一样——可以被描述为在空间中荡漾的波，但也可以被描述为局域于单个点的离散粒子。
然而，这不仅仅是一种量子现象。在齿轮、弹簧和滴答作响的时钟的经典世界中，光波像无形海洋上的物理涟漪一样起伏，其特性与其在空间中不断变化的进程相关。
“一个多世纪以来，我们就知道光有时表现得像波，有时像粒子，但事实证明，协调这两种框架极其困难，”钱说。
“我们的工作并没有解决这个问题，但它确实表明，波和粒子概念之间不仅在量子层面上，而且在经典光波和点质量系统的层面上都存在着深刻的联系。”
最常被认为是量子现象，纠缠简单地描述了对象属性的相关性。
对于粒子来说，它可能是电子的自旋，或者一对光子的动量或位置。了解一个粒子的这些特征之一可以告诉你有关另一种粒子的相同特征的信息。
经典纠缠也描述了某些相关性，只是不需要在测量之前考虑物体的不稳定性质。
极化是光波上下或左右振荡的方向性。像光子这样的粒子，即构成光束的能量包，也可以被偏振。
如果光波振荡，钟摆也振荡，那么钱和伊扎迪认为他们也许能够利用后者的力学来描述前者的特性。
“本质上，我们找到了一种转换光学系统的方法，这样我们就可以将其可视化为机械系统，然后使用完善的物理方程来描述它，”钱解释。
通常，经典力学用于描述大型物理物体（如钟摆和行星）的运动。例如，惠更斯的平行轴定理描述质量与其旋转动量之间的关系。
钱和伊扎迪将光设想为可以应用惠更斯平行轴定理的机械系统，并发现了一种“深刻”的联系：光波的偏振程度与最近认识到的称为矢量空间的属性的程度直接相关纠缠。
钱和伊扎迪的计算表明，当一个上升时，另一个下降，从而可以直接从极化水平推断出纠缠水平，反之亦然。
“最终，这项研究有助于简化我们理解世界的方式，让我们认识到表面上不相关的物理定律之间内在的潜在联系，”钱说。
该研究发表于物理评论研究。
