
两项新的研究揭示了这个世界很小的世界的陌生感,使粒子立即在两个状态中可能扩展到更大的尺度。如果该研究证明是正确的,那将加强思想实验的有效性,表明猫可以同时还活着和死亡。
这个想法,叫Schrödinger的猫在物理学家埃尔文·施罗丁(ErwinSchrödinger)于1935年提出的埃尔文·施罗德(ErwinSchrödinger)之后,他的意思是:将一只猫放在带有一小瓶毒气的盒子里。当一小块放射性金属发出α颗粒(氦原子的核)时,小瓶会打开。发射α粒子是一种量子力学过程,这意味着它是否在任何给定时间内发生基本是随机的。
量子力学说,除非一个人对其进行测量,否则不可能知道放射性衰减是否已经发生(并且猫已经死了),除非Alpha粒子以某种方式与环境相互作用,否则观察者可以看到。直到发生这种情况,α粒子会发出且不同时发射。猫既死又活着,一个称为叠加。打开盒子是一个测量值 - 将α粒子视为死猫的效果,或者没有α粒子作为活粒子。 [物理学中最大的9个未解决的奥秘这是给出的
在7月21日的《自然物理学》杂志上详细介绍的两项新研究中,研究人员使用光或光子的颗粒来测试这种叠加的限制。如果您可以将多少个颗粒或光子放入量子系统中没有限制,则意味着猫确实一次既死亡又活着,并且测量其状态的行为使描述它的数学表述(称为波函数)“崩溃”为确定的状态,活着或死亡。
称为许多世界解释的另一种可能性甚至是怪异的:所有可能的状态都是真实的,当波函数崩溃到一个状态时,我们只是经历了同时存在的许多宇宙之一,每种可能的结果都会发生。当波浪功能崩溃时,我们(和猫)记住一个历史 - 一只死的猫 - 但是还有另一个宇宙猫还活着的地方。
纠缠光子
研究人员说,这两个实验均在加拿大卡尔加里大学进行,另一个在瑞士的日内瓦大学进行,涉及到足够的光子,可以用肉眼看,这表明它们的量子特性可以宏观镜头。
在这两个实验中,研究人员测量了使用极化的光的一组物理特性,包括极化和相位的物理特性,或光子旋转的角度。戴着两极分化的太阳镜时,人们可以看到两极分化,并在看智能手机或计算机的屏幕时倾斜头。屏幕将看起来黑色,直到头部以一定角度倾斜为止。
虽然这两个实验中的确切技术略有不同,但两个团队都放大了单个光子的状态,将其与许多其他光子纠缠在一起,然后将其恢复为原始状态。当光子与其他光子纠缠在一起时,光子的状态会受到与之纠缠的颗粒状态的影响。
恢复后的极化测量告诉研究人员,量子纠缠发生了其他光子。 [量子纠缠的工作方式(信息图)这是给出的
现在,科学家正在尝试查看量子系统在失去量子性质之前能获得的大大。 “这是少数大的现代物理中的未解决问题”物理学教授,卡尔加里大学论文的首席作者亚历山大·利沃夫斯基(Alexander Lvovsky)说。
叠加状态
新实验并不是唯一显示叠加状态的实验。
2010年,加利福尼亚大学的科学家圣塔芭芭拉(Santa Barbara)建立了一个谐振器(基本上是一个很小的调音叉),就像计算机屏幕上的像素大小,并将其放入一个超级状态,在该状态下,它既振荡又不振荡。但这并不像最近两篇论文中的系统那样广泛。
领导瑞士研究团队的教授,日内瓦大学的教授尼古拉斯·吉辛(Nicolas Gisin)说:“该实验对应于一个Quanta。” “想象一下纳米机械电动机没有振荡和500个州。那将是我们的。”
将来,两组都将尝试扩展到更大的系统,在这种系统中,他们不会将量子状态从单个光子转换为大型光子,而是将尝试将一个大组的状态转换为另一个光子。但是该实验将是一个艰难的实验,因为为了保存量子效应,必须将原子或光子组与周围环境完全隔离,否则叠加态将被宠坏。 Lvovsky说:“还有更多的攻击角度。”
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