@ 2017.12.27 , 10:00

重大突破:终于可以追踪未被观察的量子粒子了

重大突破:终于可以追踪未被观察的量子粒子了
Credit: 锐景创意

量子理论有这么一个基本原理:量子客体能够以波或粒子的形式存在。然而,只有被测量到时,它们才以某种形式存在。因此,识别或追踪未被观察的量子客体似乎是不可能的任务。

但最近,剑桥大学的研究人员证明了,追踪未被观察的量子粒子并非毫无可能。David Arvidsson-Shukur对波函数产生了兴趣。他表示,虽然波函数看似包含大量信息,但它通常被当作数学工具,而非真实量子粒子的表象。他们打算设法追踪量子粒子的神秘运动。

结果发现,我们可以通过检查量子客体和环境的作用方式,追踪到未被观察的量子粒子,而无需测量客体本身。

在运动过程中,它们会在环境中留下“标记”——即和环境相互作用。每个“标记”都会为粒子信息进行编码。他们设法在不直接观察的前提下,确定这些“标记”的位置。此外,在追踪“标记”的过程中,研究人员发现,当实验结束、观察到粒子时,还可以破译粒子信息。

终于,物理学家可以追踪未被观察的量子粒子的运动了。这样一来,他们便能够检验有关量子力学的种种古老预测,包括:粒子能同时存在于两个地方;心灵感应——两人之间的信息传输无需任何粒子的往返奔波。也就是说,研究人员终于能够检验“心灵感应”的潜在现实性了。

更重要的是,这项研究使物理学家加深了对“波粒子”的理解。之前,它被视为抽象的计算工具,只被用来预测量子实验的结果。但这项研究发现,每个“标记”所编码的信息和波函数直接相关。也就是说,波函数和粒子的真实状态具有密切联系。

他们成功闯入量子力学的“禁地”,追踪到未被观察的量子粒子的运动路径。这有助于科学家进一步研究量子粒子、波粒子的运动和表现。

本文译自 sciencealert,由译者 Rare 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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