量子纠缠是最奇怪的现象在物理学中,但是它又是什么呢?

要真正理解量子纠缠的幽灵,先了解是很重要的量子叠加态。量子叠加态是粒子存在于多个国家。当执行测量,就好像粒子选择叠加的州之一。

例如,许多测量自旋粒子有一个属性,要么是“向上”或“向下”对于一个给定的分析仪的取向。但直到你测量一个粒子的自旋,它同时存在于自旋向上和自旋向下的叠加。

每个州有一个概率,并可以预测从许多测量的平均结果。单一度量值被向上或向下的可能性取决于这些概率,但是本身是不可预知的。

虽然很奇怪,数学和大量的实验表明,量子力学正确描述了物理现实。18新利最新登入

的幽灵的量子纠缠走出量子叠加态的现实,是量子力学的开国元勋们明白了理论在1930年代和1920年代。

创建纠缠粒子你本质上是一个系统分解成两个,在部分之和。例如,您可以自旋的粒子零分割成两个粒子,必然会有相反的旋转,这样它们的和为零。

1935年,阿尔伯特·爱因斯坦,鲍里斯Podolsky和内森•罗森发表了一篇论文描述了一个思维实验设计来说明看似荒谬的量子纠缠挑战一个宇宙的基本定律。

一个这个思想实验的简化版本David玻姆归因于,考虑粒子的衰变称为π介子。当这个粒子衰变时,它产生一个电子和正电子的自旋相反,相互远离。因此,如果电子自旋是测量,然后测量自旋的正电子只能下降,反之亦然。这是真的,即使粒子相距数十亿英里。

这将是好的,如果测量的电子自旋总是和测量自旋的正电子总是失望。但由于量子力学的,每个粒子的自旋向上和向下,直到两部分是测量。只有当测量自旋的量子态发生“崩溃”向上或向下,瞬间崩溃其他粒子自旋相反。这似乎表明,粒子通过一些手段相互通信,移动速度比光速。但根据物理定律,没有什么能比光速快旅行。测量一个粒子的状态肯定不会瞬间确定另一个粒子的状态在宇宙的尽头吗?

物理学家,包括爱因斯坦提出的不同解释,量子纠缠在1930年代。他们认为有一些未知的属性——被称为隐变量测量之前,确定粒子的状态。但在当时,物理学家没有的技术也不是一个定义明确的测量,可以测试量子理论是否需要修改包括隐变量。

直到1960年代,在没有任何答案的线索。爱尔兰一个杰出的物理学家约翰·贝尔没能获得诺贝尔奖,设计了一个测试计划是否隐藏变量有意义的概念。

钟了现在一个方程称为贝尔不等式,总是正确,只有正确的隐藏变量理论,而不是总是对量子力学。因此,如果贝尔的方程被发现不能满足在实际实验中,当地的隐藏变量理论可以排除作为量子纠缠的一个解释。

2022年诺贝尔奖得主的实验,特别是阿兰方面,是第一个测试的贝尔不等式。纠缠光子所使用的实验,而不是成对的电子和正电子,如很多人认为实验。结果最终排除隐变量的存在,一个神秘的属性,将预先确定的纠缠粒子。总的来说,这些和许多后续实验证明了量子力学。对象可以远距离相关物理在量子力学无法解释的方式。

重要的是,也没有冲突狭义相对论,禁止超光速通信。这一事实是远距离测量相关并不意味着粒子之间的信息传输。18luck手机登录两党分歧上执行测量纠缠粒子不能使用的现象来传递信息18luck手机登录比光速快。

今天,物理学家继续研究量子纠缠调查潜在的实际应用。尽管量子力学可以预测的概率度量惊人的准确性,许多研究人员仍持怀疑态度,它提供了一个现实的完整描述。不过,有一件事是肯定的。是说关于量子力学的神秘世界。

安德烈亚斯•穆勒是物理学副教授南佛罗里达大学。他收到了来自美国国家科学基金会的资助。

这篇文章是转载的谈话基于知识共享许可协议。你可以找到的原文在这里。