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物理学家找到一个量子量测的方法

2016-4-25 未解之谜网

量测量子等级的事物的确不容易。但现在,科学家借由测量分离物而非原子本身,找到了一个比较不具侵入性、比较不具破坏性的原子分析方法

看不见的台球

物理学家一直在尝试揭开量子粒子遵守的定律,但他们似乎屈服于一事无成。量子力学(quantum mechanics)违背绝大部分经典物理学的基本原则,多到甚至连爱因斯坦自己都认为量子纠缠(quantum entanglement)是"幽灵般的超距作用(spooky action at a distance)"。超过一世纪的企图要了解粒子,然而我们留下来的,依旧是可能性而非必然性。

德国物理学家Werner Heisenberg的测不准原理(uncertainty principle)陈述精准测量一个原子的位置,甚至像光一样温顺的东西,是不可能的。因为每一样东西(包括光)都有一个动量,一旦接触,原子就会四处移动。当科学家确定原子的位置时,他们得到的是对移动原子的测量,而非原子原先所在。

在纠缠状态下处理电子,会造成在一个甚至更大规模的量子测量不准确。在这个奇怪的现象,一个粒子被连结到另一个,无关乎距离。对一个粒子采取行动,会立即并直接影响到另一个。

一个避免它的方法

来自英国牛津大学(University of Oxford )T. J. Elliott所领导的物理学家,能够聚集有关原子主要团体的基本讯息,例如原子的密度,以及当纠缠发生时,在不会弄乱纠缠下彼此间的接近。他们的研究,发表在物理评论A(Physical Review A),借由测量分离物的行为而非原子本身,在一个比较不具侵入性、比较不具破坏性的方式,他们能够对原子密度有一个更好的了解。

这也被认为是一项突破,因为物理学家现在能够看见原子正在做什么,而不是只是看到它们做过什么。模拟显示新的方法能够应用到广泛的量子纠缠系统,而且能够被修改来测量其他特性,例如纠缠原子的磁化作用,打开了深入了解粒子行为的可能性。

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