中微子在暴走大事件中显现叠加态
物理学家探测到了在时空"健步如飞"的叠加态中微子,从而证实了量子力学的一个中心信条:粒子处于叠加的状态。物理学家使用了相距450英里的中微子,这是迄今为止最长的距离。MIT的物理学家在实验中发射了由一种"风味"中微子组成的离子束,中微子属于亚原子粒子,很少与其它物质发生相互作用,但在数百英里以外的地点,物理学家探测到了不同风味的中微子。发射和接收的中微子有不同的风味,这意味着中微子在时空旅行中处于量子叠加态或不同风味的混合态,《物理评论通讯》杂志刊登了MIT物理学家的实验成果。
MIT的物理学家通过实验检验了一个长期流行的理论信条:亚原子粒子在时空疾驶时保持了叠加态。中微子实验证实了量子力学的核心信条,这让物理学感到十分兴奋,他们一直致力于检验量子行为的不确定性原理。物理学家对粒子完成量子叠加态的方式疑惑不解,科学作家亚德里安·秋在《科学》杂志发表了一篇文章,文中写到,"如果你在10年前告诉我,人们将使用中微子对量子的基础性质进行研究,我会对你说,这可能吗,别太"得意忘形"。安德鲁·怀特是澳大利亚昆士兰大学的一名物理学家,没有参与MIT物理研究小组的他解释说,中微子实验的成果与预想保持一致,实验成果可用于对量子的基本性质进行检验。
欧文·薛定谔深入研究了量子叠加的奇异行为,这是量子力学的固有性质,著名"薛定谔的猫"的思想实验说明了量子的叠加行为,设想一下,在一个箱子内放进一只猫和一个放射性粒子,假如粒子发生了放射性衰变,那么猫会死亡,在半衰期放射性的粒子中,衰变发生的机会为50%,衰变不发生的机会为50%,这只可爱的猫咪处在生与死的边缘,或者生,或者死,两者的机会相等。
生死不确定性状态在物理学上被理解为"猫"的叠加态,这只猫处于半死不活的"第三态",它好像一个量子态的粒子,"薛定谔的猫"处在不确定性的叠加态,当人们"小心翼翼"地打开箱子,进行查验,他们才能确定这只可爱猫咪的生死状态,但叠加态在查验的时刻消失了,实验者的开箱行为决定了猫的生或猫的死。
中微子之类的多个粒子可能共处于叠加态,它们的行为状态被称之为量子纠缠。在"薛定谔的猫"的思想实验中,可以在两个箱子内放进两只猫,当我们打开第一个箱子时,立刻知道了第二只猫的生死状态,不用直接观测第二只猫的死活,可以将两个猫放在地球的不同地点,结果也同样如此,爱因斯坦百思不解,这种叠加态效应被称为"远距离的幽灵作用"。MIT的物理学家演示了量子力学的奇异效应,从芝加哥郊区的实验室发射了中微子束,在明尼苏达州北部边缘的实验室接收了中微子束,实验结果令人信服,实验结果支持了量子力学的一个理论设想:量子的叠加态行为在无限的距离上依然存在。
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