物理学家绘制量子粒子的“秘密”运动

时间：2021-07-17 08:52:14 来源：

剑桥大学的研究人员已经偷看了偷偷摸摸的量子力学界面。在“物理回顾A期刊”的理论论文中，他们表明，颗粒与其环境相互作用的方式可以用于在没有被观察时跟踪量子粒子，这被认为是不可能的。

量子理论的基本思想之一是量子物体可以作为波浪和作为粒子存在，并且它们不存在于测量它们之前作为另一个或另一个。这是ErwinSchrödinger与他着名的思想实验说明的前提，涉及一个盒子里的死亡或可能 - 不是死的猫。

“这个前提是通常被称为波函数的前提是比实际量子粒子的代表更多样用于数学工具，”剑桥洞穴实验室的博士学生David Arvidsson-Shukur说，以及该论文的第一名作者。“这就是为什么我们承担创造一种追踪量子粒子秘密运动的挑战的原因。”

任何粒子都将始终与其环境互动，“标记”它沿途。ARVIDSSON-SHUKUR，与CAVENTHAME实验室和AXEL GOTTFRIES的CRISPIN BARNES，来自经济学能源的博士学位，概述了科学家们为科学家们来绘制这些“标记”互动的方式，而不看待它们。该技术对在实验结束时进行测量的科学家对其进行测量，而是希望在完整实验期间遵循粒子的运动。

一些量子科学家建议信息可以在两个人之间传输 - 通常被称为Alice和Bob - 没有它们之间的任何颗粒。从某种意义上说，Alice在线地获得了邮件。这已被称为反事实沟通，因为它违背了所接受的“事实”，即在源之间携带的信息，粒子必须在它们之间移动。

“为了衡量反事实沟通的这种现象，我们需要一种方法来钉住，在我们不在寻找时，Alice和Bob之间的颗粒是拾取的，”Arvidsson-Shukur说。“我们的”标记“方法可以这样做。此外，我们可以验证量子力学的旧预测，例如，粒子可以同时存在于不同位置。“

现代物理学的创始人设计了公式，以计算量子实验不同结果的概率。然而，他们没有提供对其未被观察到的量子粒子正在做的任何解释。早期的实验表明，当未在两个地方同时存在时，颗粒可能会在未观察到的情况下进行非古典的东西。在他们的论文中，剑桥研究人员认为，通过空间行驶的任何粒子都会与周围环境相互作用。这些互动是他们称之为粒子的“标记”。当测量颗粒时，相互作用在实验结束时可以在实验结束时进行解码的粒子中的信息。

研究人员发现，在粒子中编码的该信息与一个世纪前假设的Schrödinger的波浪功能直接相关。以前，波函数被认为是一种抽象的计算工具，以预测量子实验的结果。“我们的结果表明，波浪函数与实际粒子的状态密切相关，”Arvidsson-Shukur说。“所以，我们能够探索量子力学的”禁止域“：当没有人观察它们时，钉在量子粒子的路径上。”

出版物：D. R. M. Arvidsson-Shukur，Etal。，“反事实通信协议中的反事实评估”，物理评论A（2017）Doi：10.1103 / physreva.96.062316

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