未解之謎 瑞士科學家大規模測試愛因斯...

瑞士科學家大規模測試愛因斯坦「幽靈」量子悖論

分享

【新三才編譯首發】瑞士科學家團隊對量子力學中最奇怪的悖論之一進行了大規模測試,這是亞伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)懷疑地稱之為「遙遠的幽靈般的行為」的一個巨大例子。

這個故事始於80多年前。早在1935年,愛因斯坦和物理學家鮑里斯·波多爾斯基(Boris Podolsky)和內森·羅森(Nathan Rosen)發現了一些奇怪的東西。他們讓兩個粒子糾纏——我們稱它們為愛麗絲和鮑伯——這樣它們的物理特性即使在很遠的距離上也是聯繫在一起的,而且你對一個粒子做的任何事情都會影響另一個粒子。直覺上,你會認為如果你有機會接觸到愛麗絲,那麼你會更了解她,而不是遠離你的鮑伯。這也是你所期望的愛因斯坦相對論大規模物理定律。但這三位物理學家發現了一些奇怪的東西,現在稱為愛因斯坦-波多爾斯基-羅森(EPR)悖論:也就是通過研究愛麗絲,你實際上對鮑伯的了解反而要多於對愛麗絲的了解。瑞士科學家大規模測試

後來使用單個粒子的實驗證明了物理學家在這一點上是正確的。但是,4月26日發表在科學雜誌上的這項新實驗表明,即使是一堆近600個過冷卻的顆粒,其效果仍然存在。

確切地說,這並不奇怪,最初由兩個粒子構成的悖論也出現在數百個粒子的團塊上。在一個非常小的系統中工作的相同物理學也應該在更大的系統中工作。但科學家進行這些更複雜的測試,因為它們有助於確認舊理論並縮小這些理論可能出錯的方式。而且他們還展示了現代技術的能力,因為當年愛因斯坦和同事們只能用抽象的詞彙來思考。

為了進行這個實驗,研究人員將大約590個銣原子冷卻到絕對零度的邊緣。在此溫度下,原子形成了一種稱為玻色—愛因斯坦凝聚體的物質狀態,它是一種物質狀態,其中大量原子變得如此纏結以至於它們開始變得模糊並互相重疊,它們開始表現得更像一個大顆粒,而不是許多單獨的顆粒。量子物理學家喜歡試驗玻色—愛因斯坦凝聚體,因為這種物質可以在足夠大的範圍內展示量子世界的怪異物理學,讓科學家直接觀察它。

在這個實驗中,他們使用高解析度影像來測量銣原子湯中不同塊的旋轉。冷凝物中的原子如此纏結以至於物理學家只要研究第一塊,就能夠預測第二塊的行為。他們表示,這兩種原子都很糾結,以至於當只有第一塊被觀察到時,第二塊的行為事實上反而更加可知,反之亦然。

這也就代表著EPR悖論在量子世界相對較大規模的情況下已經可以被觀察到。

(編譯:王明真)

(責任編輯:姜啟明)

(文章來源:新三才編譯首發)

留下一個答覆

Please enter your comment!
Please enter your name here