领先一步│科学家首次捕获“量子纠缠”现象的图像

环球网 2019-07-15 09:12 27838

据外媒CNET报道,如果你坐在佛罗里达州的一个沙滩上,而你的好朋友在科罗拉多州的山中被蜜蜂蛰了一下。根据我们对物理世界的直观理解,你不会感受到好友被蜜蜂蛰一下的不幸遭遇。但是在量子力学领域,两个粒子即使相距遥远也仍然能以一种非常奇怪的方式“纠缠”在一起。爱因斯坦曾将这种现象称为“幽灵般的超距作用”(spooky action at a distance)。

现在,物理学家第一次能够在一张照片中捕捉这种被称为“贝尔纠缠”的奇怪量子现象。

在我们体验的世界中,你和你的朋友可能会分头行动,在夏天有着不同的冒险经历。而只有当再次见面后相互讲述自己的所见所闻时,你们才会再次“纠缠”。

但是在粒子的量子层面上,,一对光子可以一起从激光中射出,由分光镜分开并沿不同路径传播。然而当研究人员随后观察分离的光子时,它们的行为就好像它们仍然连接在一起。

格拉斯哥大学的物理学家建立了一个复杂的实验,用一张图像捕捉到爱因斯坦称之为“幽灵般的超距作用”的现象。一对光子是从激光器中射出的,分开并沿不同路径传播,然后被一台特殊的相机捕获。得到的图像始终显示两个光子似乎相互反射并形成了一个指环形状。

格拉斯哥大学物理与天文学院的Paul-Antoine Moreau博士在一篇新闻中解释说:“我们设法捕获的图像是对自然的基本属性的优雅展示,这是第一次看到的。” Moreau还是周五在《科学进展》(Science Advances)上发表的一篇论文的主要作者。

为了更好地理解这个过程,想象一下你和一个朋友同时从两个不同的水上滑梯开始下滑。你朋友的滑梯是直的和狭窄的,他以头上脚下的状态完成下滑过程。另一方面,你的滑梯滑道却是弯曲的,让你完全旋转,这样你会以头下脚上的状态进入底部的水池。然而,不知何故,当底部的一台摄像机拍下你们两个同时进入水池的照片时,你们都处于保持与出发时相同的坐姿。

这确实非常怪异。现在,这种“幽灵般的超距作用”第一次被捕捉到。“这是一个令人兴奋的结果,可用于推动量子计算的新兴领域,并导致新型成像,”Moreau补充道。

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