未解之谜 瑞士科学家大规模测试爱因斯...

瑞士科学家大规模测试爱因斯坦「幽灵」量子悖论

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【新三才编译首发】瑞士科学家团队对量子力学中最奇怪的悖论之一进行了大规模测试,这是亚伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)怀疑地称之为「遥远的幽灵般的行为」的一个巨大例子。

这个故事始于80多年前。早在1935年,爱因斯坦和物理学家鲍里斯·波多尔斯基(Boris Podolsky)和内森·罗森(Nathan Rosen)发现了一些奇怪的东西。他们让两个粒子纠缠——我们称它们为爱丽丝和鲍伯——这样它们的物理特性即使在很远的距离上也是联系在一起的,而且你对一个粒子做的任何事情都会影响另一个粒子。直觉上,你会认为如果你有机会接触到爱丽丝,那么你会更了解她,而不是远离你的鲍伯。这也是你所期望的爱因斯坦相对论大规模物理定律。但这三位物理学家发现了一些奇怪的东西,现在称为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森(EPR)悖论:也就是通过研究爱丽丝,你实际上对鲍伯的了解反而要多于对爱丽丝的了解。瑞士科学家大规模测试

后来使用单个粒子的实验证明了物理学家在这一点上是正确的。但是,4月26日发表在科学杂志上的这项新实验表明,即使是一堆近600个过冷却的颗粒,其效果仍然存在。

确切地说,这并不奇怪,最初由两个粒子构成的悖论也出现在数百个粒子的团块上。在一个非常小的系统中工作的相同物理学也应该在更大的系统中工作。但科学家进行这些更复杂的测试,因为它们有助于确认旧理论并缩小这些理论可能出错的方式。而且他们还展示了现代技术的能力,因为当年爱因斯坦和同事们只能用抽象的词汇来思考。

为了进行这个实验,研究人员将大约590个铷原子冷却到绝对零度的边缘。在此温度下,原子形成了一种称为玻色—爱因斯坦凝聚体的物质状态,它是一种物质状态,其中大量原子变得如此缠结以至于它们开始变得模糊并互相重叠,它们开始表现得更像一个大颗粒,而不是许多单独的颗粒。量子物理学家喜欢试验玻色—爱因斯坦凝聚体,因为这种物质可以在足够大的范围内展示量子世界的怪异物理学,让科学家直接观察它。

在这个实验中,他们使用高解析度影像来测量铷原子汤中不同块的旋转。冷凝物中的原子如此缠结以至于物理学家只要研究第一块,就能够预测第二块的行为。他们表示,这两种原子都很纠结,以至于当只有第一块被观察到时,第二块的行为事实上反而更加可知,反之亦然。

这也就代表着EPR悖论在量子世界相对较大规模的情况下已经可以被观察到。

(编译:王明真)

(责任编辑:姜启明)

(文章来源:新三才编译首发)

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