物理學家找到一個量子量測的方法

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量測量子等級的事物的確不容易。但現在,科學家藉由測量分離物而非原子本身,找到了一個比較不具侵入性、比較不具破壞性的原子分析方法

看不見的撞球

物理學家一直在嘗試揭開量子粒子遵守的定律,但他們似乎屈服於一事無成。量子力學(quantum mechanics)違背絕大部分經典物理學的基本原則,多到甚至連愛因斯坦自己都認為量子糾纏(quantum entanglement)是”幽靈般的超距作用(spooky action at a distance)”。超過一世紀的企圖要了解粒子,然而我們留下來的,依舊是可能性而非必然性。

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德國物理學家Werner Heisenberg的測不準原理(uncertainty principle)陳述精準測量一個原子的位置,甚至像光一樣溫順的東西,是不可能的。因為每一樣東西(包括光)都有一個動量,一旦接觸,原子就會四處移動。當科學家確定原子的位置時,他們得到的是對移動原子的測量,而非原子原先所在。

在糾纏狀態下處理電子,會造成在一個甚至更大規模的量子測量不準確。在這個奇怪的現象,一個粒子被連結到另一個,無關乎距離。對一個粒子採取行動,會立即並直接影響到另一個。

一個避免它的方法

來自英國牛津大學(University of Oxford )T. J. Elliott所領導的物理學家,能夠聚集有關原子主要團體的基本訊息,例如原子的密度,以及當糾纏發生時,在不會弄亂糾纏下彼此間的接近。他們的研究,發表在物理評論A(Physical Review A),藉由測量分離物的行為而非原子本身,在一個比較不具侵入性、比較不具破壞性的方式,他們能夠對原子密度有一個更好的了解。

這也被認為是一項突破,因為物理學家現在能夠看見原子正在做什麼,而不是只是看到它們做過什麼。模擬顯示新的方法能夠應用到廣泛的量子糾纏系統,而且能夠被修改來測量其他特性,例如糾纏原子的磁化作用,打開了深入瞭解粒子行為的可能性。

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來源: Futurism