科學(xué)家們研究了光粒子(或光子)如何在量子尺度上經(jīng)歷糾纏,發(fā)現(xiàn)了一些完全出乎意料的東西,它挑戰(zhàn)了關(guān)于愛因斯坦被稱為“幽靈超距作用”的初始時刻的長期假設(shè)。
當(dāng)團(tuán)隊創(chuàng)造出糾纏的光子對時,這些粒子并不是源于同一個地方,并像預(yù)期的那樣消失,它們出現(xiàn)在空間的完全不同的點(diǎn)上,這意味著量子理論可能要比我們想象的要多得多的隨機(jī)性。
來自英國東英吉利大學(xué)的David Andrews說:“到目前為止,已經(jīng)假設(shè)這樣配對的光子來自相同的位置?,F(xiàn)在,一個新的離域機(jī)制的識別表明,每個光子對可以從空間上分離的點(diǎn)發(fā)射,引入一個新的位置不確定性的基本量子起源?!?/p>
該團(tuán)隊通過執(zhí)行稱為自發(fā)參量下轉(zhuǎn)換(SPDC)的非常簡單的糾纏實(shí)驗(yàn)來理解這一點(diǎn),其涉及通過諸如硼酸鋇的晶體射出光子束,以產(chǎn)生纏結(jié)的輕微粒子對。
George Musser解釋說:如果你正確地設(shè)置了晶體,放大效果非常強(qiáng)大,可以將噪聲轉(zhuǎn)化為合適的光束。單個入射光束(通常為藍(lán)色或紫外線)可以變出兩光束(通常為紅色)。這個過程是以粒子為單位:每個藍(lán)色光子分成兩個紅色的光子。
當(dāng)單個光子分為兩個(這通常在大約十億光子中會有一個),經(jīng)歷量子糾纏,這是兩個粒子相互作用的現(xiàn)象,使得它們變得緊密相連,并且基本上“共享”存在。
這意味著,一個粒子任何事情,會直接和瞬間影響到另一個粒子。假設(shè)當(dāng)單個光子被分成纏結(jié)對時,它們從晶體中的相同點(diǎn)出現(xiàn),并以至少10,000倍于光速的速度共享如能量、動量和偏振的特性。
但Andrews和他的團(tuán)隊發(fā)現(xiàn),這些分裂對實(shí)際上可能出現(xiàn)在晶體的完全不同的部分。他說:“盡管被糾纏在了一起,成對的光子可以分離出來。就好像他們根本就沒有在原子維度上出生在一起。”
現(xiàn)在的問題是,我們?nèi)绾沃肋@些不同位置將會在哪里呢?
研究人員懷疑這些位置受到光子的個體變化的影響,下一步將是獨(dú)立地確認(rèn)這一行為,并建立一種方法來預(yù)測光子可能出現(xiàn)的位置。
現(xiàn)在有很多問題,但有一件事是肯定的:光子比我們想象中更神秘。
聯(lián)系客服