
兩項新的研究揭示了這個世界很小的世界的陌生感,使粒子立即在兩個狀態中可能擴展到更大的尺度。如果該研究證明是正確的,那將加強思想實驗的有效性,表明貓可以同時還活著和死亡。
這個想法,叫Schrödinger的貓在物理學家埃爾文·施羅丁(ErwinSchrödinger)於1935年提出的埃爾文·施羅德(ErwinSchrödinger)之後,他的意思是:將一隻貓放在帶有一小瓶毒氣的盒子裡。當一小塊放射性金屬發出α顆粒(氦原子的核)時,小瓶會打開。發射α粒子是一種量子力學過程,這意味著它是否在任何給定時間內發生基本是隨機的。
量子力學說,除非一個人對其進行測量,否則不可能知道放射性衰減是否已經發生(並且貓已經死了),除非Alpha粒子以某種方式與環境相互作用,否則觀察者可以看到。直到發生這種情況,α粒子會發出且不同時發射。貓既死又活著,一個稱為疊加。打開盒子是一個測量值 - 將α粒子視為死貓的效果,或者沒有α粒子作為活粒子。 [物理學中最大的9個未解決的奧秘這是給出的
在7月21日的《自然物理學》雜誌上詳細介紹的兩項新研究中,研究人員使用光或光子的顆粒來測試這種疊加的限制。如果您可以將多少個顆粒或光子放入量子系統中沒有限制,則意味著貓確實一次既死亡又活著,並且測量其狀態的行為使描述它的數學表述(稱為波函數)“崩潰”為確定的狀態,活著或死亡。
稱為許多世界解釋的另一種可能性甚至是怪異的:所有可能的狀態都是真實的,當波函數崩潰到一個狀態時,我們只是經歷了同時存在的許多宇宙之一,每種可能的結果都會發生。當波浪功能崩潰時,我們(和貓)記住一個歷史 - 一隻死的貓 - 但是還有另一個宇宙貓還活著的地方。
糾纏光子
研究人員說,這兩個實驗均在加拿大卡爾加里大學進行,另一個在瑞士的日內瓦大學進行,涉及到足夠的光子,可以用肉眼看,這表明它們的量子特性可以宏觀鏡頭。
在這兩個實驗中,研究人員測量了使用極化的光的一組物理特性,包括極化和相位的物理特性,或光子旋轉的角度。戴著兩極分化的太陽鏡時,人們可以看到兩極分化,並在看智能手機或計算機的屏幕時傾斜頭。屏幕將看起來黑色,直到頭部以一定角度傾斜為止。
雖然這兩個實驗中的確切技術略有不同,但兩個團隊都放大了單個光子的狀態,將其與許多其他光子糾纏在一起,然後將其恢復為原始狀態。當光子與其他光子糾纏在一起時,光子的狀態會受到與之糾纏的顆粒狀態的影響。
恢復後的極化測量告訴研究人員,量子糾纏發生了其他光子。 [量子糾纏的工作方式(信息圖)這是給出的
現在,科學家正在嘗試查看量子系統在失去量子性質之前能獲得的大大。 “這是少數大的現代物理中的未解決問題”物理學教授,卡爾加里大學論文的首席作者亞歷山大·利沃夫斯基(Alexander Lvovsky)說。
疊加狀態
新實驗並不是唯一顯示疊加狀態的實驗。
2010年,加利福尼亞大學的科學家聖塔芭芭拉(Santa Barbara)建立了一個諧振器(基本上是一個很小的調音叉),就像計算機屏幕上的像素大小,並將其放入一個超級狀態,在該狀態下,它既振盪又不振盪。但這並不像最近兩篇論文中的系統那樣廣泛。
領導瑞士研究團隊的教授,日內瓦大學的教授尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin)說:“該實驗對應於一個Quanta。” “想像一下納米機械電動機沒有振盪和500個州。那將是我們的。”
將來,兩組都將嘗試擴展到更大的系統,在這種系統中,他們不會將量子狀態從單個光子轉換為大型光子,而是將嘗試將一個大組的狀態轉換為另一個光子。但是該實驗將是一個艱難的實驗,因為為了保存量子效應,必須將原子或光子組與周圍環境完全隔離,否則疊加態將被寵壞。 Lvovsky說:“還有更多的攻擊角度。”
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