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科学家终于拍摄到量子纠缠的照片

□ 时间:2019-7-17 □ 来源: 环球科学


    英国格拉斯哥大学的物理学家保罗-安托万·莫罗带领团队首次拍摄到量子纠缠的照片。终于,人类第一次亲眼看见这种“幽灵般的超距作用”。

    ★ 证实量子纠缠

    1935年,在普林斯顿高等研究院,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)与鲍里斯·波多尔斯基(Boris Podolsky)、纳森·罗森(Nathan Rosen)共同提出了EPR悖论。这个悖论显示,在量子力学中,两个相互作用的粒子,无论相隔多远(理论上这个距离可以比银河系直径还大),其量子状态仍能“纠缠”在一起,共享同一个整体的物理状态。这种超距的量子关联被称为量子纠缠,也被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”。

    之所以被称作悖论,是因为这在当时看起来似乎违反了狭义相对论。爱因斯坦他们认为量子力学是错的:量子力学之所以呈现出不可预测的概率性,是因为还有一些物理变量隐藏起来了。(比如我们不能预测股票市场的涨跌,是因为影响股票市场的变量很多,比如某地发生了山体滑坡会影响股票市场,而如果这个山体滑坡的消息只被少数几个人知道,对大多数股民来说,这消息就是一个隐变量。)

    爱因斯坦等人的EPR论文希望用所谓的“定域隐变量理论”来取代量子力学理论,从而克服悖论引发的困难。

    爱因斯坦认为,量子力学中存在隐变量。如果隐变量真的存在,那就必须要找出来。

    1965年,当时在欧洲核子中心研究高能物理的年轻研究人员约翰·贝尔(John Bell)发表论文指出,对于EPR悖论,其实是可以做实验来验证的。对于量子纠缠的两个粒子来说,量子力学得到的统计关联性结果比定域性隐变量理论要强很多。因此,实验是可以分辨出这两种理论的。在文章中,贝尔给出了一个不等式来说明,如果用S来表示两个粒子的统计关联的程度,那么:

    若S = 2,说明没有量子纠缠;

    若 2 < S < 23/2 ,则说明存在量子纠缠。

    在贝尔论文的指引下,物理学家用正负

资讯作者: 张华 源信息发布时间: 2019/7/17 编辑:金阳
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