
現實的兩個版本可以同時存在嗎?物理學家說,他們可以 - 在量子水平上。
研究人員最近進行了實驗,以回答有關決鬥現實的數十年理論物理問題。這個棘手的思想實驗提出,觀察相同光子的兩個人可能會得出關於光子狀態的不同結論,但他們的兩個觀察結果都是正確的。
科學家首次復制了思想實驗中描述的條件。他們的結果於2月13日在預印雜誌Arxiv,確認,即使觀察者描述了同一光子中的不同狀態,這兩個衝突現實都可能是正確的。 [物理學中最大的未解決的奧秘這是給出的
“您可以驗證這兩種情況,”在奧地利Innsbrück大學實驗物理學系的博士後研究員Martin Ringbauer研究員Martin Ringbauer告訴Live Science。
威格納的朋友
這個令人困惑的想法是尤金·威格納(Eugene Wigner)的創意諾貝爾獎對於1963年的物理學。 1961年,Wigner推出了一個被稱為“ Wigner的朋友”的思想實驗。它從光子開始 - 光粒子。當一個孤立的實驗室中的觀察者測量光子時,他們發現粒子的極化(旋轉的軸)是垂直或水平的。
但是,在測量光子之前,光子立即顯示兩個極化,如量子力學定律所決定。它存在於兩個可能的狀態的“疊加”中。
一旦實驗室中的人測量了光子,粒子就會假定固定的極化。但是對於不知道測量結果的封閉實驗室外的人來說,未衡量的光子仍處於疊加狀態。
因此,該局外人的觀察 - 他們的現實 - 與測量光子的人的現實不同。然而,這些矛盾的觀察都沒有被認為是錯誤的,根據量子力學。
變化狀態
幾十年來,威格納(Wigner)的思想彎曲只是一個有趣的思想實驗。但是近年來,物理學的重要進展Ringbauer說,最終使專家能夠對Wigner的建議進行測試。
他解釋說:“需要理論上的進步來以可測試的方式提出問題。然後,實驗方需要在控制量子系統的控制方面發展以實施類似的問題。”
Ringbauer和他的同事通過更嚴格的實驗來測試Wigner的最初想法,使情況翻了一番。他們指定了兩個“實驗室”,在那裡實驗將進行,並引入了兩對糾纏的光子,這意味著他們的命運是鏈接的,因此知道一個人的狀態會自動告訴您另一個狀態。 (設置中的光子是真實的。場景中的四個“人” - “愛麗絲”,“鮑勃”和每個的“朋友” - 不是真實的,而是代表實驗的觀察者)。
愛麗絲和鮑勃的兩個朋友都位於每個實驗室的“內部”,每個實驗室都用一對糾纏的一對測量了一個光子。這打破了糾纏並折疊了疊加,這意味著它們測量的光子存在於明確的極化狀態。他們記錄了量子記憶的結果 - 複製在第二光子的極化中。
愛麗絲和鮑勃(Alice)和鮑勃(Bob)在封閉的實驗室中“外面”,然後提出了兩個進行自己觀察的選擇。他們可以衡量朋友的結果存儲在量子記憶中,從而得出相同的結論偏振光子。
但是他們也可以在糾纏的光子之間進行自己的實驗。在該實驗中,被稱為乾涉實驗,如果光子充當波,並且仍然存在於狀態的疊加中,那麼愛麗絲和鮑勃將看到光和深色邊緣的特徵模式,在那裡,光波的峰和山谷累加或彼此消失。如果粒子已“選擇”其狀態,那麼您會看到與沒有不同的模式。 Wigner先前曾提出,這將表明光子仍處於糾纏狀態。
這項新研究的作者發現,即使在他們的雙重情況下,Wigner所描述的結果也是如此。這項研究稱,愛麗絲和鮑勃可以得出關於正確且可證明的光子的結論,但仍然與他們的朋友的觀察結果有所不同,這也是正確且可證明的。
量子力學描述了世界的運作方式如此之小,以至於不再適用物理的正常規則;林鮑爾說,在數十年中,研究該領域的專家提供了許多關於這意味著什麼的解釋。
但是,如果測量本身不是絕對的,正如這些新發現所表明的那樣,會挑戰量子力學的含義。
Ringbauer說:“似乎與經典物理學相反,測量結果不能被視為絕對真理,但必須相對於執行測量的觀察者而被理解。”
他說:“我們講的關於量子力學的故事必須適應這一點。”
最初出版現場科學。