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摘要:根据量子力学,对同一现实(光子)的不同观察可能都是正确的。1963年诺贝尔物理学奖获得者。“KdSPE”“KdSPS”然而,在光子被测量之前,光子由量子力学定律决定,同时显示两个偏振;它存在于两个可能状态的“叠加”中。在这个实验中,被称为干涉实验,如果光子作为波并且仍然存在于叠加态中,那么爱丽丝和鲍伯将看到光和暗条纹的特征图案,其中光波的峰和谷相加或抵消。
研究人员最近进行了实验,以回答一个关于决斗现实的几十年的理论物理问题。这个棘手的思维实验提出,两个人观察同一个光子可以得出关于该光子状态的不同结论——然而他们的两个观察结果都是正确的。
科学家首次复制了思维实验中描述的条件。他们的研究结果发表在2月13日出版的预印本杂志arXiv上,证实了即使当观察者描述同一个光子中的不同状态时,这两个相互矛盾的现实可能都是真的。“物理学中最大的未解之谜”“KDSPE”“KDSPs”“你可以验证他们两个,”研究合著者Martin Ringbauer是奥地利恩斯布鲁克大学实验物理系的博士后研究员,他告诉Live Science。“KDSPE”维格纳的朋友“KDSPs”这个令人困惑的想法是Eugene Wigner的灵感。1963年诺贝尔物理学奖获得者。1961年,维格纳介绍了一种被称为“维格纳的朋友”的思维实验,它从光子——光的粒子开始。当一个孤立的实验室中的观察者测量光子时,他们发现粒子的偏振——它旋转的轴——要么是垂直的,要么是水平的。“KdSPE”“KdSPS”然而,在光子被测量之前,光子由量子力学定律决定,同时显示两个偏振;它存在于两个可能状态的“叠加”中。“KdSPE”“KdSPS”一旦实验室中的人测量光子,粒子就假定有一个固定的极化。但是对于那些不知道测量结果的封闭实验室之外的人来说,未被测量的光子仍然处于叠加状态。
外人的观察-他们的真实-因此与实验室中测量光子的人的真实不同。然而,根据量子力学的观点,这些相互矛盾的观察结果都不被认为是错误的。
改变了的状态几十年,Wigner令人费解的建议只是一个有趣的思维实验。但最近几年,物理学的重要进展终于使专家们能够检验维格纳的建议,林鲍尔说,“需要
”“理论上的进展,以一种可测试的方式来表述这个问题。”。然后,实验方面需要在量子系统的控制上取得进展来实现类似的东西,”他解释道,
林鲍尔和他的同事们用一个更为严格的实验来测试维格纳的原始想法,这个实验使情况翻了一番。他们指定了两个“实验室”进行实验,并引入了两对纠缠光子,这意味着它们的命运是相连的,因此知道其中一个的状态就会自动告诉你另一个的状态。(设置中的光子是真实的。场景中的四个“人”——“爱丽丝”、“鲍勃”和每个人的一个“朋友”——“爱丽丝”、“鲍勃”并不是真的,而是代表实验的观察者。
——“爱丽丝”和鲍勃的两个朋友位于每个实验室的“内部”,每个人测量一对纠缠的光子。这打破了纠缠,瓦解了叠加,这意味着他们测量的光子存在于一定的偏振状态。他们将结果记录在量子记忆中——复制到第二个光子的偏振中。
爱丽丝和鲍勃,他们“不在”封闭的实验室,然后被提出两个选择来进行他们自己的观察。他们可以测量存储在量子记忆中的朋友们的结果,从而得出关于偏振光子的相同结论。
,但他们也可以在纠缠态的光子之间进行自己的实验奥顿。在这个实验中,被称为干涉实验,如果光子作为波并且仍然存在于叠加态中,那么爱丽丝和鲍伯将看到光和暗条纹的特征图案,其中光波的峰和谷相加或抵消。如果粒子“选择”了它们的状态,你会看到一个不同的模式,如果没有的话。维格纳先前提出,这将揭示光子仍然处于纠缠状态。
这项新研究的作者发现,即使在它们的加倍情况下,维格纳描述的结果仍然成立。爱丽丝和鲍勃可以得出关于光子的结论,这些结论是正确的和可证明的,但仍然不同于他们朋友的观察结果——根据研究,这些结论也是正确的和可证明的。
量子力学描述了世界是如何在如此小的尺度下工作的,以至于物理的正常规则不再应用;几十年来,研究这一领域的专家们对这意味着什么给出了很多解释,林鲍尔说,
然而,如果测量本身不是绝对的——正如这些新发现所表明的那样——那就挑战了量子力学的真正意义。
看起来,与经典物理学不同的是,测量结果不能被认为是绝对真理,但必须相对于进行测量的观察者来理解,林鲍尔说,
“我们所讲的关于量子力学的故事必须适应这一点,”他说,
18次的量子粒子让我们震惊,这是什么?你的物理问题回答了扭曲的物理:7个令人震惊的发现最初发表在《生命科学》杂志上
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