劍橋物理學家闖入量子力學禁區,追蹤未被觀察的粒子
最近,劍橋大學物理學家帶給我們一項量子力學的重大突破,正在闖入量子力學禁區:追蹤未被觀察的量子粒子,並非不可能。
凡是懂得一些量子理論的人都知道,量子世界是個反直覺反常識的奇異世界。
比如說,你不觀察量子粒子時,粒子無處不在,當你觀察粒子時,粒子就會變成單一存在。
當然了,這裡我們說的觀察,並非單指人眼觀測,而是指觀察者與量子世界發生了相互作用。
量子世界的這一奇特現象,結果造成:在量子未被觀察的情況下,科學家們無法對其進行追蹤。至少從量子力學建立起來,人們就一直這麼認為的。
但是,最近發表在《物理評論A》(Physical Review A)期刊上的一項研究報告表明,追蹤未被觀察量子世界的粒子,並非絕無可能。
發表這篇論文的粒子物理研究小組,來自著名的劍橋卡文迪許實驗室。
研究人員發現,通過檢測量子及其環境的相互作用方式,可以追蹤到未被觀察的量子粒子。
當量子粒子運動時,會跟環境發生相互作用,這可以理解為在環境中留下「標記」。
研究人員通過兩種特殊的信息測量方法,對每一個「標記」進行信息編碼,也就是說,設法在不直接觀察粒子的情況下,確定這些「標記」的位置。
當實驗結束、觀察粒子時,再對粒子每一個「標記」進行信息解碼。這樣,研究人員就能夠追蹤到量子粒子的運動狀態,從而更深入地了解量子世界。
正如論文第一作者D. R. M. Arvidsson-Shukur所說:
「我們的結果表明,量子波函數和粒子的實際狀態緊密相關。因此我們得以探索到量子力學的禁區:在量子粒子未被觀察到情況下,確定它的運動路徑。」
無疑,這是一項極具革命性、突破性的研究成果,一旦成熟後,量子世界的奇異現象和奇怪規律,將會被大量解碼,檢驗。
到時候,人類才真正進入到真實的量子世界。
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