1927年，海森堡首次提出了不确定性原理。在量子物理学中，对于某一个确定的粒子，我们无法同时精确地知道粒子的位置和速度。海森堡曾言：在因果律的陈述中，即‘若确切地知道现在，就能预见未来’，所错误的并不是结论，而是前提。我们不能知道现在的所有细节，是一种原则性的事情。 在最近发表在science上的一篇论文中，芬兰阿尔托大学的米卡西兰帕教授领导的研究小组发现，有一种方法可以规避不确定原理。 研究小组并没有使用基本粒子进行实验，而是使用更大物体一对振动的铝膜，类似于两个小鼓，每个鼓长约10微米10微米大概只有头发丝直径的五分之一，但按量子标准来看，它们是如此巨大，每个结构由大约一万亿个原子组成。两个鼓膜震动的相位相反，研究小组用微波光子对膜进行扰动，使它们同步振动，并使其运动处于量子纠缠状态。在任何给定的时间，随着鼓的上下摆动，测量它们在平面上的位移表明它们处于完全相同的位置，并且测量它们的速度时会返回完全相反的值。 图源：FlorentLecoq和ShlomiKotlerNIST 米卡西兰帕教授表示：两个鼓膜的振动相完全相反。在这种状态下，可以将两个鼓视为一个量子力学实体，那么鼓膜运动状态的不确定性就被消除了。这意味着研究人员能够同时测量两个鼓面的位置和动量而根据海森堡不确定性原理，这是不可能的。打破不确定性原理使得他们能够表征驱动鼓膜的极弱的力，一个鼓膜延着相反的方向对另一个鼓膜所施加的所有的力做出反应，就像是有着负的质量。 这项研究表明大的物体可以处于相对稳定的纠缠态，而纠缠对象不能被认为是相互独立的。处于纠缠状态中的物体，彼此之间可以具有任意大的空间间隔，可以表现出与经典物理学相矛盾的行为。对于同一个就纠缠态，研究人员可以进行多次测量，从而绕开了不确定性原理。也就是说，本实验并没有违反、打破不确定性原理，而是通过反作用规避了不确定性原理。 纠缠的鼓面示意图。图源：阿尔托大学 对于宏观的物体，量子纠缠效应是很难维持稳定的，极易被周围的环境扰动破坏。所以，进行这个实验时温度比绝对零度高0。01。研究小组表示他们将继续这项研究，以探索量子力学和引力的相互作用。实验所使用的振动鼓面有可能作为崭新的元器件，用作连接大型分布式量子网络节点的接口。 参考文献： 1。QuantummechanicsfreesubsystemwithmechanicaloscillatorsbyLaureMercierdeLpinay，CasparF。OckeloenKorppi，MatthewJ。WoolleyandMikaA。Sillanp，7May2021，Science。DOI：10。1126science。abf5389 2。https：scitechdaily。combreakingheisenbergevadingtheuncertaintyprincipleinquantumphysics
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