您当前位置:首页-物理空间-详情

海森堡的不确定性原理错了吗?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-05-31 09:47:49

几乎所有人都说过,“不,海森堡不确定性原理没有错。”海森堡不确定性原理是量子力学公式化的产物,它是所有现代物理学的核心。量子力学是惊人的,因为它几乎不可能被修改,所以当我们继续进行量子力学的测试时,我们甚至没有一个稻草人来和它进行比较。因此,不用说,如果发现海森堡测不准原理是错误的,它将是科学史上最大的发现之一(而且很可能是错误的)。

这篇文章并没有说量子力学是错误的。实际上它写得很糟糕,所以很难确定这里到底有什么新东西。让我猜一下可能发生了什么。

量子力学最初形成的最大障碍之一是“测量装置”的引入,这是一个经典的物体,强制确定测量结果。这是一个基本理论中非常不令人满意的部分:你需要引入一些框架之外的东西——这使得它不是基本的。幸运的是,经典对象是什么并不重要,你总会得到一个明确的答案。

在20世纪70年代,人们终于找到了消除测量装置的方法。它被命名为“脱相干”和“纠缠”。这方面的细节有点超出了单词演算的范围,但基本上测量可以以一种可控的、渐进的方式进行,这样你就可以观察量子行为的损失和经典自然法则的回归。这个实验是这个过程的另一个展示。这篇文章没有描述它真正的新颖之处(如果有的话),那就是用光子而不是电子或原子来进行测量。但我可能错了。

在更专业的层面上,这个实验本质上是一个干涉仪,其中量子二态系统(一个量子位)经历以下过程

状态最初是在[math] | \uparrow\rangle[/math]

状态被划分为[math] (|\uparrow \rangle + |\向下箭头\rangle)/\sqrt{2}[/math]

随着时间的推移,状态演化为[math] (|\uparrow \rangle + e^{2i\phi}|\向下箭头\rangle)/\sqrt{2}[/math]

然后,将状态重新组合到[math] \cos\phi |\uparrow\rangle + \sin\phi |\downarrow\rangle[/math]

通过改变[math] [/math],这两条路径之间的相位,你将改变[math]| [uparrow] rangle[/math]和[math]|向下箭头[/math] rangle[/math] ([math] cos^2 [/math]和[math] sin^2 [/math])中的量子位的多少。

海森堡的不确定性原理错了吗?

他们所做的就是稍微修改这个过程,加入一个“观察者”量子位,这只是另一种状态,但会与原来的量子位“纠缠”在一起,这样第三步就产生了状态

(|↑⟩| 1⟩+ e2iϕ|↓⟩(cosθ| 1⟩+ sinθ| 2⟩)/ 2 -√。

这改变了最终结果,因此两个状态的最终测量概率是

(sin2θ+ cos2θcos2ϕ)/ 2 |↑⟩



(sin2θ+ cos2θsin2ϕ)/ 2 |↓⟩。

当你切换θ从0到180”,从一个纯粹的量子态在0测量的结果取决于ϕ为纯粹的古典状态在180年,它只是一个50 - 50的机会,结果发生和ϕ是完全独立的。

我的猜想是,他们正在实现一个类似的系统,他们可以控制地缠绕观察量子位,这样他们就可以研究“量子相干”的消失和经典物理学的出现。尽管量子物理学已经有110年的历史,现代量子力学也有90年的历史,但直到最近10到20年,我们才真正能够设计出这些理想的系统,让我们能够真正看到量子力学的作用。在90年代中期之前,我们显然知道量子力学是有效的,但是要制造出精确的量子态来实现教科书上的gedanken实验是很困难的。1997年,能源部长朱棣文获得了诺贝尔奖,以表彰他在实现这一目标方面所取得的成就,并帮助引爆了大量的研究,这些研究让我们得以展示关键的量子现象,比如这个简单的思维实验。
 
D相关下载
Z最新攻略更多+
热门文章更多+
近期大作更多+