導(dǎo)語:量子力學(xué)被稱為是20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，量子糾纏最早由愛因斯坦和波多爾斯基提出。 我們很難想象，最基本的東西: '物質(zhì)'和'信息'竟然能產(chǎn)生神奇的聯(lián)系，而這種聯(lián)系又能產(chǎn)生怎樣的影響。  2012年，3位科學(xué)家在瑞典進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)，他們用實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度證明了:量子糾纏不僅是真的，而且對于我們生活中最基本的'物質(zhì)'和'信息'之間的聯(lián)系有著非常重要的作用，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也為量子糾纏的研究者打開了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的大門。 像是'粒子'的'糾纏'。一塊金字招牌上面寫著:“量子糾纏:愛因斯坦稱之為“神靈活”、“鬼用”的東西，榮獲2012年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)?！?/p> 量子糾纏其實(shí)有一個(gè)更為科學(xué)的名稱:“糾纏態(tài)”。  它是“量子力學(xué)”中一種關(guān)于粒子之間狀態(tài)的糾纏，這種狀態(tài)的產(chǎn)生是在一些特定條件下才會發(fā)生的，也正是因?yàn)檫@種特殊性，所以它的重要性和研究價(jià)值也越來越大。 這其中有一件非常有意思的事情: 第一次發(fā)現(xiàn)糾纏態(tài)是被一個(gè)老炮兒給撞見的。 一次，當(dāng)量子糾纏的研究者們在實(shí)驗(yàn)室里守著他們的“小宇宙”進(jìn)行著實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，既脾氣火爆又好奇心旺盛的老炮兒路過實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，一不小心將一杯果汁灑在了他們的“小宇宙”實(shí)驗(yàn)儀上。 本以為要報(bào)銷了，沒想到實(shí)驗(yàn)室的老板卻笑瞇瞇的對老炮兒說:“沒事沒事，正好讓你來學(xué)習(xí)一下量子力學(xué)的知識，感受一下'神靈活’的糾纏態(tài)?！?/p>  老炮兒聽完之后還是一臉茫然，好奇之下問，這“量子力學(xué)”中“糾纏態(tài)”是什么，為什么可以讓一杯果汁的汁水弄到實(shí)驗(yàn)儀上并不會有損傷? 原來，糾纏態(tài)是量子力學(xué)的一種非常有趣的現(xiàn)象，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的條件很苛刻，容易受到外部干擾，一旦受到外部干擾的話，就會產(chǎn)生一種叫做“相干性”自旋，而這種“相干性”自旋的影響又會對量子因子產(chǎn)生影響。 這種“相干性”自旋的影響效果就像是兩個(gè)身份不同的人，但是他們之間的行為卻一模一樣，二者之間又沒有直接的聯(lián)系，但卻可以相互影響，這種現(xiàn)象在量子世界就像是兩個(gè)量子粒子之間的狀態(tài)，但是兩個(gè)量子粒子之間又沒有直接的關(guān)系。  但是“相干性”自旋的作用效果可以通過兩者之間的糾纏狀態(tài)相互影響，而兩者之間的糾纏狀態(tài)又對“相干性”自旋產(chǎn)生影響，并且兩者之間還有沒有明顯的聯(lián)系，這就像是打了雞血的量子粒子，哎呀嘿，活蹦亂跳的。  拆解糾纏態(tài)。既然量子糾纏那么神奇，那到底量子糾纏是什么? 量子糾纏，顧名思義，就是量子粒子之間產(chǎn)生的一種糾纏狀態(tài)，這種狀態(tài)又被稱為“糾纏態(tài)”。 產(chǎn)生糾纏態(tài)的過程是: 量子之間相互作用，產(chǎn)生的綜合性質(zhì)，大量的經(jīng)典系統(tǒng)在這個(gè)糾纏態(tài)中有著不同的表現(xiàn)。  比如，兩個(gè)物體相互影響，將產(chǎn)生一個(gè)新的量子狀態(tài)，這種量子狀態(tài)有的能量是一樣的，有的能量是不一樣的，這就好比，兩個(gè)人，一個(gè)人有100元錢，一個(gè)人有100元錢，經(jīng)過了交易之后，產(chǎn)生了一個(gè)兩個(gè)人能共同支配的新的財(cái)富:200元錢，這200元錢就是兩人之間的糾纏態(tài)。  這種糾纏態(tài)的形成的方式很多，不僅如此，生活中最常見的粒子，比如自由電子，中性電子，甚至是原子核等，它們之間的狀態(tài)都是一個(gè)很好的量子糾纏狀態(tài)。 但這種“糾纏態(tài)”在目前的物理學(xué)中還不能被完全理解，但是根據(jù)我們對波動(dòng)方程和電磁波的理解，我們可以從中得出結(jié)論:對于糾纏態(tài)的存在非常有利于電子之間的相互作用。  這其中主要是因?yàn)?在材料表面，被激發(fā)的自由電子需要向材料內(nèi)部傳導(dǎo)，這其中會涉及到電子之間的相互作用，當(dāng)電子越來越少的時(shí)候，就會更容易產(chǎn)生糾纏態(tài)的狀態(tài)。 所以我們可以猜測:材料中的自由電子之間就會產(chǎn)生糾纏態(tài)，但是要驗(yàn)證這個(gè)猜測，就需要找到兩個(gè)具有糾纏態(tài)的粒子，然后，對這兩個(gè)粒子進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)，然而，這種粒子的選擇又非?？量?，因?yàn)榇蠖鄶?shù)的材料都沒有自由電子，而且，即使是有自由電子的材料，自由電子數(shù)量也不多。  所以就需要科學(xué)家們在這些材料中將自由電子分開，這樣也就需要科學(xué)家們付出精力，對材料進(jìn)行一番改造，認(rèn)真研究之后才發(fā)現(xiàn):這種改造很快就能達(dá)到目的，然而，材料中的自由電子，就能很快的產(chǎn)生糾纏態(tài)。 愛因斯坦的揣測。這種新發(fā)現(xiàn)很快就引起了許多人的關(guān)注，其中就有物理學(xué)家:愛因斯坦，愛因斯坦還是一位非常具有影響力的物理學(xué)家，他對這種物理現(xiàn)象產(chǎn)生了極大的興趣，但是同時(shí)，他也對這種所謂的“糾纏態(tài)”產(chǎn)生懷疑。  他認(rèn)為:量子力學(xué)中的糾纏態(tài)太過神奇，它產(chǎn)生的條件又太過苛刻，這種苛刻又極易受到外部干擾，這種干擾又會很快的破壞它的糾纏狀態(tài)，如果真的能像科學(xué)家們所說的那樣產(chǎn)生糾纏態(tài)的話，那么這種狀態(tài)是不能讓兩個(gè)物體相互作用的，因?yàn)樵跊]有直接的聯(lián)系的情況下，這種狀態(tài)的物體之間是不會產(chǎn)生相互影響的。  他還說:一旦物體之間相互作用，就會打破這種所謂的“糾纏態(tài)”，即使能相互影響，但是這種影響也不會像科學(xué)家所說的那樣神奇，科學(xué)家們對于這種現(xiàn)象的描述，也讓愛因斯坦感到非常奇怪，而且，他認(rèn)為:這種“糾纏態(tài)”是非常鬼用的，這種“鬼用”在量子力學(xué)中并沒有用，他還頻頻的向公眾展示:“這種糾纏態(tài)”可以用來做鬼抓人的游戲。 結(jié)語:這種觀點(diǎn)也引起了在場的許多物理學(xué)家的共鳴，科學(xué)家們也紛紛表示:在量子力學(xué)中，不論是有關(guān)于物質(zhì)，還是關(guān)于信息，這種“量子糾纏”一定是有用的，只是我們還沒發(fā)現(xiàn)而已。 所以，在2012年，3位科學(xué)家展開了一次嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹傲孔印睂?shí)驗(yàn)，這次實(shí)驗(yàn)，科學(xué)家們絲毫不敢怠慢，他們用實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度將這種“量子”糾纏還原出來，并且得出了結(jié)論:“量子糾纏不僅是真的，而且對于我們生活中最基本的'物質(zhì)’和'信息’之間的聯(lián)系有著非常重要的作用。 這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也為量子糾纏的研究者打開了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的大門。 |
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