這些違反物理現象的懸浮液滴跟奇怪的量子粒子非常相似

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這些矽油液滴有些奇怪,不只是他們在培養皿上的彈起的方式,他們實際上複製了很多量子力學的奇異現象,但我們只能在某種特殊情況下才能看到,而這一集的真理元素(Veritasium)頻道的解釋,可以幫助我們的專注在量子粒子的新假設。

但首先,為什麼這些油滴會彈起?根據上面的實驗,真理元素的Derek把一個裝滿矽油的培養皿放在揚聲器上使其震動。

通過用牙籤產生液滴,他可讓它們沿著表面懸浮,在油和液滴之間的微薄空氣層上彈跳,但空氣不會微薄到讓它們重新結合。

每次液滴反彈時,它會在皿中產生一種駐波,上下震盪。

液滴不只是產生駐波,它還會與下一次反彈時產生相互作用,如果它一直著陸在駐波的同一邊,小滴會向被推進,科學家稱這種現象「步行者。」(Walker)

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但真正有趣的是這些液滴的行為,它們比量子微粒大多了,它們大約有1毫米,但科學家最近發現,他們可以用這些液滴來複製許多量子力學的奇異現象。

以經典的雙縫實驗為例,在傳統的量子力學中,雙狹縫實驗涉及在兩個狹縫處發射粒子束,例如電子。

在另一邊,電子不像預期的結束在狹縫裡的兩個不同區塊,如你所料,它們產生干擾型態,在狹縫尾端散落的到處都是。

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這甚至發生在你發送電子通過的一瞬間,它是量子力學中令人困惑的現象之一。

利用這些彈跳油滴,你也可以複製雙縫實驗,並觀察駐波(或稱為前導波)在兩個狹縫中穿梭,而液滴本身只穿過一個。

但液滴並不是總是在一直線上移動,因為它們被這些駐波影響著,所以你的液滴和量子干擾型態的結果非常類似,都在狹縫尾端散落。

(附註:這也許是我們看到最好也最簡單的雙縫實驗示範。)

這真的很奇怪,但液滴也展現一種相同的量子隧道現象,這可以使一個物體穿過障礙物,一般正常狀況下,它是沒有足夠的能量穿過障礙物。

如果你觀察一個「步行者」油滴被限制在一個環形物內,如培養皿,並不斷地追蹤他彈離駐波後的怪異行徑,你可以產生一個概率密度,顯示在任何時間在培養皿上任何地方發現液滴的可能性。

事實證明,它就像電子被限制在一個量子環內的概率密度,那是非常怪異的,但絕不是巧合。

所以為什麼這些液滴和量子粒子那麼相似?

我們讓Derek在以上的影片中解說,只是,觀察這些彈跳液滴可以幫助物理學家(和我們其餘的人)將人類小小的注意力集中在一些量子力學具有競爭性的假設上,就如同哥本哈根詮釋前導波理論

想想看,想想哪個比較合理,或只是驚訝油滴奇異彈跳的反物理現象,你會有你的想法。

如果你想要找出更多關於油滴或水的懸浮行為,請查看長青頻道上不可思議的事件,影片中甚至可以將粒子漂浮在太空中。

來源:Ancient-code