在最好的時間很難理解量子力學,但是新的證據表明,當前粒子在量子標度上行為的標準視圖可能是非常非常錯誤的。
實際上,該實驗暗示,替代觀點在大約一個世紀前預測的是,這可能一直是對的。在您對此感到沮喪之前,好消息是,如果得到確認,它實際上會使量子力學變得更加簡單。
因此,讓我們在這裡退後一秒鐘,然後分解。首先是第一件事,這只是一項研究,在標準視圖崩潰之前,需要更多的複制和驗證。所以不要燃燒任何教科書,好嗎?好的。
現在我們已經直接了,這就是正在發生的事情。現在,量子力學最令人困惑(但重要的)方面之一是顆粒沒有位置之前的想法。
我們已經談論了幾次,但是那是什麼基本上意味著量子物理學家談論粒子時,它的位置有一定的可能性,而這種數學結構被稱為波函數。
一旦觀察到粒子,其波函數就會崩潰。只有這樣,它才有特定的位置。
所有這些背後的數學已經足夠清楚,科學家可以使用它與量子尺度上的粒子一起使用。但是對於我們其他人來說,這有點奇怪。
甚至阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein哥本哈根的解釋。愛因斯坦的傳記作者亞伯拉罕·佩斯(Abraham Pais)記得這次對話,丹·福克(Dan Falk)報導Quanta雜誌:
“我們經常討論他關於客觀現實的觀念。我記得,在一個步行中,愛因斯坦突然停下來,轉向我,問我是否真的相信僅當我看它時才存在。”
那麼,為什麼哥本哈根的解釋成為我們的標準觀點?好吧,我們確實有一種替代方案,稱為飛行波理論,或者波哈機械,其中指出粒子確實具有精確的位置,無論我們是否觀察到它們。
但這從來沒有真正起飛過,因為這意味著世界必須“以其他方式奇怪”,正如福克所解釋的那樣。
為了簡化這一點,關於波哈米亞觀點的最奇怪的部分是堅持非局部性,這基本上意味著宇宙中的任何事物都會影響其他任何事物,無論這些物體有多遠。
那是量子背後的想法- 或者 ”遠處的怪異動作“ - 但是,博米亞的機械師將其進一步邁出了一步,並暗示了全部的宇宙取決於各個粒子的行動。
這種波哈觀點的最後打擊之一是在1992年發表的一項研究聲稱遵循這些定律的粒子最終會採用如此奇怪的軌跡,以至於他們將其描述為“超現實“ - 這說明了量子物理學家很多。
但是現在,近25年後,加拿大的研究人員已經進行了實驗他們說這份1992年的論文無效,並暗示波哈米亞力學可能仍然具有一定的潛力。
有關實驗是雙縫實驗。它的工作原理:您在探測器屏幕前的兩個平行縫隙中發射一束光子,而不是僅在另一側看到兩個光帶或光子,而是看到條紋的“干擾模式”。
您可以在下圖中看到該模式:
需求anekoja/Wikimedia
該實驗通常被用作哥本哈根解釋的證據,因為粒子在測量之前沒有定義的位置,因此當然會出現在整個地方。
早在1992年,它也駁斥了波哈米亞的力學。當時,科學家聲稱,如果一個光子確實具有像Bohmian觀點所述的位置,那麼它將僅通過一個縫隙。但這總是以某種方式被記錄在兩個縫隙中,因此光子將具有“超現實“軌跡。因此,不再有博學的觀點。
但是現在,加拿大多倫多大學的Aephraim Steinberg領導的一群研究人員已經進行了這項實驗IRL,這表明它確實與Bohmian機械師有意義,只要人們記得考慮考慮考慮非局部性- 顆粒可以影響宇宙中任何地方的其他顆粒的想法。
在他們的實驗中,團隊使用了一對糾纏的光子 - 它們是密不可分的,因此無論發生的任何事情都會自動影響另一個的相距,無論它們有多遠怪異的動作再次)。這使研究人員可以“審問”其中一個光子,以獲取有關對方所採取的道路的信息。
審訊又回來了”超現實“結果,正如1992年的研究所預測的那樣。但是斯坦伯格和他的團隊說,這只是一個沒有非局部性的問題。Falk解釋了Quanta:
“第一個光子傳播的越遠,第二個光子報告的可靠性就越少。原因是非局部性。由於兩個光子是糾纏的,因此第一個光子採用的路徑將影響第二個光子的極化。
Steinberg說,問題並不是Bohm軌跡是超現實的。問題在於第二個光子說Bohm軌跡是超現實的 - 而且由於非局部性,其報告不值得信任。”
結果是發表在科學進步,,,,而且,如果它們得到了驗證,它很可能會改變我們對量子力學的看法 - 有可能使其更容易理解。
“要理解量子力學的所有要做的就是對自己說:當我們談論粒子時,我們確實是指粒子。然後,所有問題都消失了,”戈德斯坦告訴福克。 “事情有位置。它們在某個地方。”
“這比您在教科書中發現的量子力學的版本要簡單得多,”他補充說。
記錄在記錄的情況下,愛因斯坦對波哈米亞的力學沒有太多考慮,並發現了整個事情太簡單了。只有時間會證明他是否對。