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令人惊叹的照片终于捕捉到了“怪异”的量子纠缠

物理学家首次拍摄了量子纠缠的照片。
物理学家首次拍摄了量子纠缠的照片。
(图片:©格拉斯哥大学/CC 4.0)

科学家刚刚拍摄了阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)称为“远距离怪异动作”的现象的第一张照片。这种现象叫做 量子纠缠,描述了一种情况,无论粒子之间的距离(甚至是英里)如何,粒子都可以保持连接,从而一个粒子的物理特性会影响另一个粒子。

爱因斯坦讨厌这个想法,因为它违反了 经典描述 世界的。因此,他提出了一种纠缠可以与古典物理学共存的方式—如果存在一个未知的“隐藏”变量,该变量充当一对纠缠粒子之间的信使,使它们的命运纠缠在一起。 [18次量子粒子在2018年引起了我们的注意]

只有一个问题:无法检验爱因斯坦的观点—或陌生人的替代品,其中粒子“通信”的速度快于光速,并且粒子只有在被观察到之后才具有客观状态—是真的最终,在1960年代,物理学家约翰·贝尔爵士(Sir John Bell)提出了一项测试,以证明这些隐藏变量的存在—这意味着 量子世界 is extremely weird.

最近,格拉斯哥大学的一个小组使用了一套复杂的激光和晶体系统来捕获有史以来第一张量子纠缠照片,这违反了现在所谓的“贝尔不等式”。

高级作者迈尔斯·帕吉特(Miles Padgett)说,这是“量子纠缠的关键测试”,他是自然哲学的开尔文(Kelvin)主席,是苏格兰格拉斯哥大学的物理学和天文学教授。尽管人们在诸如量子计算和密码学之类的应用中一直使用量子纠缠和贝尔不等式,但“这是第一次有人使用摄像机来确认它”。

要拍摄照片,Padgett和他的团队首先必须使用一种经过实践检验的方法来纠缠光子或轻粒子。他们用 紫外线(UV) 激光,其中一些来自激光的光子分解成两个光子。帕吉特说:“由于能量和动量的守恒,每个产生的光子对都纠缠在一起。”

他们发现,纠缠对之间的关​​联或同步发生的频率远比涉及隐藏变量的情况要高。换句话说,这对违反了贝尔的不等式。研究人员使用可以检测单个光子的特殊相机拍摄了照片,但仅在光子与纠缠的伙伴到达时才拍摄照片, 根据声明.

他告诉Live Science,该实验“表明量子效应确实改变了可记录图像的类型。”现在,Padgett及其团队正在努力改善显微镜的成像性能。

结果于7月12日发表在杂志上 科学进步.

最初发表于 世界科学.