量子力学的世界很奇怪。距离较远的物体可以互相影响在阿尔伯特·爱因斯坦所说的“幽灵般的远距离作用”中，猫有可能既死又活同时。几十年来，科学家们一直试图证明这些效应不仅仅是数学上的怪癖，而是物理世界的真实属性。
他们正在取得进展。研究人员有最终在一项新研究中得到证实远距离粒子之间的联系反映了宇宙的行为方式，而不是实验制品。与此同时，另一个研究人员团队已经着手证明，一种生物，尽管是细菌，可以同时处于两种不同的量子态 - 就像薛定谔思想实验中的猫一样。
但让我们从发表于自然，这证明了世界本质上是令人毛骨悚然的。量子力学描述的所有系统都可以显示所谓的。例如，电子（如硬币）可以沿两个方向（向上和向下）旋转。但两个电子可以纠缠在一起，因此对一个电子自旋的测量将定义另一个电子的自旋。
根据量子力学，一个电子的自旋在测量之前无法得知，但会与另一个电子完美相关，即使它位于遥远的位置。爱因斯坦不喜欢这一点，因为这似乎意味着信息可以瞬间从一个电子发送到另一个电子 - 打破一条规则这说明没有任何东西的传播速度能够超过光速。相反，他认为有“隐藏变量“编码在每个电子中，只要我们能够访问它们，就可以确定结果。
但在 20 世纪 60 年代，北爱尔兰科学家约翰·贝尔想出了一个方法来检验爱因斯坦的理论。 '贝尔不等式只有当一个地点的行动不能立即影响另一个地点并且测量结果事先明确定义时，“局部现实主义”才会得到满足。
贝尔从理论上证明了将违反他的不等式检验，但包含爱因斯坦隐变量的局部实在论理论则不会。这是因为纠缠粒子之间的联系比爱因斯坦想象的要强。因此，如果实验中测得的粒子对之间的相关性高于某个阈值，它将与隐藏变量不相容，而纠缠将会获胜。
自贝尔发表论文以来的 51 年里，在实验室测试这一点的愿望推动了实验的巨大进展。然而，迄今为止贝尔测试的所有实现包含漏洞这给宇宙留下了一些回旋余地，可以服从局部实在论理论。
其中之一是测量效率太低（称为检测漏洞）。尽管获得的数据违反了贝尔不等式检验，但由于实验中的某些光子无法被检测到，因此它可能不是完整集合的代表性样本。另一个漏洞是测量速度太慢（局部漏洞）。如果测量设备能够通过一些未知的、比光慢的通道进行通信，它们就可以共享信息并影响即将进行的测量的结果。
这项新研究是第一个在贝尔不等式检验中同时弥补这两个漏洞的实验。科学家们使用激光制造了两个特定的电子，每个电子位于相距超过 1 公里的钻石内，增加了它们的能量并发射出一个与电子状态纠缠在一起的光粒子（光子）。然后，光子通过光纤发送到第三个位置。如果它们同时到达，光子就会相互作用并变得纠缠——这意味着它们的远程电子伙伴也会变得纠缠。
然后测量电子的自旋以测试贝尔不等式。通过确保读出的效率和速度足够高来弥补这两个漏洞。结果，该团队能够最终证明宇宙不服从局域实在论：测量结果无法提前得知，并且一半的纠缠态可以对其远程伙伴施加幽灵般的作用。
物理学界著名的猫科动物
纠缠并不是唯一一种不寻常的量子行为。另一种效应被称为叠加，是粒子同时存在于两种状态（例如自旋甚至位置）的能力，现在世界各地的实验室经常观察到这种效应。例如，众所周知，当我们不观看时，电子会同时穿过两个狭缝。当我们观察每个狭缝以捕捉这种行为时，粒子就只选择一个。
然而，我们在日常生活中并没有直接观察到这些影响。例如，我的杯子不能同时放在两个地方，否则我会很难喝。但因为我们没有遇到如此奇怪的事情，所以在某种程度上，事物从奇怪的量子世界“切换”到我们熟悉的日常生活似乎是合乎逻辑的。
但这种转变发生的规模有多大？如果我们有一个技术上完美的实验，我们是否能够观察到处于这些叠加态的大物体？这是提出的问题薛定谔的思想实验其中一只猫被放置在一个密封的盒子里，里面装有一瓶毒药和一个放射性原子，该原子会在随机时间发生衰变。如果原子衰变，烧瓶破裂，猫中毒；如果没有，猫就会继续活下去。通过等待原子衰变，猫是否会像原子一样同时存在于两种状态？我们知道，当我们打开盒子时，我们必须发现猫是活着还是死了，但是是宇宙的属性还是观察者让猫“选择”了它的状态呢？
回到准备解决这个问题的团队。他们的建议涉及将细菌而不是猫置于叠加状态。最新技术进展基于超导微波谐振器- 用于检测辐射和量子计算的设备 - 使物理学家能够观察与电路耦合的微小柔性铝膜（称为微机械振荡器）中的量子效应。
在量子物理世界中，微小的膜被视为大型物体，因为即使质量只有 50 皮克（50 万亿分之一克），它们也含有数千亿个原子。然而，在出现任何量子行为之前，这些谐振器必须冷却到绝对零的一小部分（-273°C）。否则热振动会掩盖其影响。
研究小组计划将细菌放在这样的膜上，然后将其冷却到最低的能量状态。然后，膜将被置于两种不同运动状态的叠加中：两种不同类型的振荡。他们的目的是证明细菌对振荡器特性的影响很小，振荡器的行为就像细菌不存在一样。通过这种方式，细菌实际上可以同时处于两种运动状态。研究人员还计划将细菌的位置与细菌内部电子的自旋纠缠在一起。
拟议的实验将令人印象深刻，但主要是为了表明量子力学适用于比亚原子粒子更大的物体。但似乎不太可能回答薛定谔的猫是否可以同时活着和死亡，因为细菌将保持在恒定的玻璃状冷冻保存状态。如果这是一只猫，它就会处于假死状态，而不是同时生与死的叠加状态。
