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什么是量子糾纏?兩張卡片為你模擬

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2019-11-30  來源:來自互聯(lián)網  作者:來自互聯(lián)網  瀏覽次數:896
導讀

量子物理:有兩張卡片在盒子里,此外,“黑色”和“白色”屬性在盒子里,這兩個屬性沒有明確分到卡片上,但是在盒子里嗡嗡作響,事實上獨立于卡片。但在同一時刻,糾纏也瓦解了,然后兩個粒子在各個方面都有了物理上的距…

并不是這樣的,你可以通過看下面的例子來理解它,在這里我把微觀過程轉變?yōu)楹暧^結構。這看起來很荒謬,但只是因為微觀過程不能轉變?yōu)楹暧^結構。這是嘗試用人類日常生活中的術語來描述自然界中小規(guī)模上發(fā)生的機制。

在一個盒子里有一張白色和黑色的卡片,可以做哪些觀點。

經典物理:確切說一張卡片是白的另一張是黑的。你不能確切知道他們在盒子的哪里,但是這基本上取決于那張卡片是哪種顏色。

量子物理:有兩張卡片在盒子里,此外,“黑色”和“白色”屬性在盒子里,這兩個屬性沒有明確分到卡片上,但是在盒子里嗡嗡作響,事實上獨立于卡片。

皮特和保羅互相蒙住眼睛。然后分別拿了兩張卡片中的一張放到自己的口袋里。沒有人看到他們抓的過程,可以做哪些觀點?

經典物理:皮特和保羅不知道他們拿了哪張卡片,但是拿取最終取決于誰拿了哪張。換句話說:他們中每個人都確切只有一張卡片,只是不知道拿的是哪張。

量子物理:皮特和保羅不知道他們拿了哪張卡片,甚至在拿取后都基本未定。這不是因為缺乏知識,而是情形和拿之前基本一樣。以卡片的視角來看可以這么說——拿取根本就沒有發(fā)生。也能這么說:二者中的每一個都在口袋里有一張無色卡片,并且兩種顏色屬性都同時出現或不出現在兩個口袋中。

現在皮特和保羅走開了;為了簡單起見,他們都回家了,兩個人隨后相距幾千米遠并且沒有交流的可能性,現在是什么情況?

經典物理:情況沒有改變,他們中的個體有一張不知道是什么但是確切的卡片。

量子物理:在這里,情況也沒有改變。誰有哪張卡片還是不定的,兩個顏色屬性同時在兩個口袋里。

現在皮特伸到他的口袋里,把他的卡片拿出來并且一看——這是張白色卡片,我們現在又能說什么?

經典物理:既然他手里拿的是白色卡片,他可以說在抓取盒子里的卡片時他拿了白色的那張。

量子物理:皮特把手伸進口袋里的瞬間,我們所說的那個屬性“白色”最終決定去皮特口袋里的卡片上。并且在同樣的時刻, “黑色”屬性沒有延遲地選擇了保羅口袋里的卡片,這個過程甚至不需要保羅試圖把它從口袋里拿出來。皮特不能說當他從盒子里拿卡片時拿了白色卡片,因為哪張卡片是白色還是黑色,這個屬性“決定”于皮特把手伸進口袋時的那一刻。保羅還是不知道他拿了哪張卡片你,但是現在他的卡片顏色已經定了,在這個情況下是黑色的。

在量子力學中,兩張卡片代表一對所謂的糾纏粒子。糾纏是自然所面對的量子力學現象。沒有合理的經典比喻。糾纏的粒子“在一起”,即使他們距離任意遠,糾纏使得我們不可能從外部看到各種屬性是什么在粒子間分布的,只有當一個人看向兩個粒子中的一個時,屬性才會準確地“決定”并“定位”在某一粒子上,這樣一來就能被外界所捕捉。但在同一時刻,糾纏也瓦解了,然后兩個粒子在各個方面都有了物理上的距離,現在克服這一距離又要克服從我們已知的定律,并且這不再能無限快地發(fā)生。

相關知識延伸閱讀

量子力學是物理學的分支學科。它主要描寫微觀的事物,與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱,許多物理學理論和科學,如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科,都是以其為基礎。

圖解:1927年第五次索爾維會議,此次會議主題為“電子和光子”,世界上最主要的物理學家聚集在一起討論新近表述的量子理論。

在量子力學里,當幾個粒子在彼此相互作用后,由于各個粒子所擁有的特性已綜合成為整體性質,無法單獨描述各個粒子的性質,只能描述整體系統(tǒng)的性質,則稱這現象為量子纏結或量子糾纏。量子糾纏是一種純粹發(fā)生于量子系統(tǒng)的現象;在經典力學里,找不到類似的現象。

圖解:照射激光束于偏硼酸鋇晶體,會因第二型自發(fā)參量下轉換機制,在兩個圓錐面交集的兩條直線之處,制備出很多偏振相互垂直的糾纏光子對。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. quora-趙丁丁

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