
现实的两个版本可以同时存在吗?物理学家说,他们可以 - 在量子水平上。
研究人员最近进行了实验,以回答有关决斗现实的数十年理论物理问题。这个棘手的思想实验提出,观察相同光子的两个人可能会得出关于光子状态的不同结论,但他们的两个观察结果都是正确的。
科学家首次复制了思想实验中描述的条件。他们的结果于2月13日在预印杂志Arxiv,确认,即使观察者描述了同一光子中的不同状态,这两个冲突现实都可能是正确的。 [物理学中最大的未解决的奥秘这是给出的
“您可以验证这两种情况,”在奥地利Innsbrück大学实验物理学系的博士后研究员Martin Ringbauer研究员Martin Ringbauer告诉Live Science。
威格纳的朋友
这个令人困惑的想法是尤金·威格纳(Eugene Wigner)的创意诺贝尔奖对于1963年的物理学。1961年,Wigner推出了一个被称为“ Wigner的朋友”的思想实验。它从光子开始 - 光粒子。当一个孤立的实验室中的观察者测量光子时,他们发现粒子的极化(旋转的轴)是垂直或水平的。
但是,在测量光子之前,光子立即显示两个极化,如量子力学定律所决定。它存在于两个可能的状态的“叠加”中。
一旦实验室中的人测量了光子,粒子就会假定固定的极化。但是对于不知道测量结果的封闭实验室外的人来说,未衡量的光子仍处于叠加状态。
因此,该局外人的观察 - 他们的现实 - 与测量光子的人的现实不同。然而,这些矛盾的观察都没有被认为是错误的,根据量子力学。
变化状态
几十年来,威格纳(Wigner)的思想弯曲只是一个有趣的思想实验。但是近年来,物理学的重要进展Ringbauer说,最终使专家能够对Wigner的建议进行测试。
他解释说:“需要理论上的进步来以可测试的方式提出问题。然后,实验方需要在控制量子系统的控制方面发展以实施类似的问题。”
Ringbauer和他的同事通过更严格的实验来测试Wigner的最初想法,使情况翻了一番。他们指定了两个“实验室”,在那里实验将进行,并引入了两对纠缠的光子,这意味着他们的命运是链接的,因此知道一个人的状态会自动告诉您另一个状态。 (设置中的光子是真实的。场景中的四个“人” - “爱丽丝”,“鲍勃”和每个的“朋友” - 不是真实的,而是代表实验的观察者)。
爱丽丝和鲍勃的两个朋友都位于每个实验室的“内部”,每个实验室都用一对纠缠的一对测量了一个光子。这打破了纠缠并折叠了叠加,这意味着它们测量的光子存在于明确的极化状态。他们记录了量子记忆的结果 - 复制在第二光子的极化中。
爱丽丝和鲍勃(Alice)和鲍勃(Bob)在封闭的实验室中“外面”,然后提出了两个进行自己观察的选择。他们可以衡量朋友的结果存储在量子记忆中,从而得出相同的结论偏振光子。
但是他们也可以在纠缠的光子之间进行自己的实验。在该实验中,被称为干涉实验,如果光子充当波,并且仍然存在于状态的叠加中,那么爱丽丝和鲍勃将看到光和深色边缘的特征模式,在那里,光波的峰和山谷累加或彼此消失。如果粒子已“选择”其状态,那么您会看到与没有不同的模式。 Wigner先前曾提出,这将表明光子仍处于纠缠状态。
这项新研究的作者发现,即使在他们的双重情况下,Wigner所描述的结果也是如此。这项研究称,爱丽丝和鲍勃可以得出关于正确且可证明的光子的结论,但仍然与他们的朋友的观察结果有所不同,这也是正确且可证明的。
量子力学描述了世界的运作方式如此之小,以至于不再适用物理的正常规则;林鲍尔说,在数十年中,研究该领域的专家提供了许多关于这意味着什么的解释。
但是,如果测量本身不是绝对的,正如这些新发现所表明的那样,会挑战量子力学的含义。
Ringbauer说:“似乎与经典物理学相反,测量结果不能被视为绝对真理,但必须相对于执行测量的观察者而被理解。”
他说:“我们讲的关于量子力学的故事必须适应这一点。”
最初出版现场科学。