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2020-12-23 14:17
量子力學,現有的實驗能證明嗎?
12
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1 # 蘄天行者
已經有了。
量子力學極大促進了人類文明的進步,然而它的許多特性違揹人們日常生活的直覺。“量子力學是普適的理論嗎?它適用的邊界在哪裡?”這一終極問題自量子力學誕生之初就引起物理學界乃至哲學界的廣泛的興趣。量子力學對大部分人來說意味著深奧和難懂。自量子力學誕生以來,人們主要在做一件事:求解薛定諤方程。量子力學是與相對論比肩的20世紀偉大的科學發現,這促使了鐳射、電晶體、核能等的產生。微觀理論和經典世界的矛盾導致了愛因斯坦與玻爾之爭。愛因斯坦認為,量子力學理論的不完備導致了量子世界的機率性、非局域性;而堅持“眼見為實”的玻爾認為,量子世界是虛幻的,只有對量子世界進行測量後的結果才是真實的。早在2016年,李傳鋒、柳必恆等人即自主研製出高品質的三維糾纏源[PRL 117, 170403 (2016)]。為了檢驗這個基於二值理論的不等式,他們簡化光源的設計,進一步提高了光源的效能。實驗上,他們把處於三維糾纏的兩個光子分發到兩個相距8米的實驗室中,完全隨機地選擇測量基進行測量。實驗觀測到對二值理論預言的明顯違背,違背量超過了9個標準差,從而首次實驗證實量子力學中強於二值關聯的存在。研究組公開了該實驗的完整原始資料,以供國際同行進行更深入的資料分析。該實驗將促進對量子力學理論基礎的進一步研究。清華大學教授龍桂魯創造性地設計了“相遇延遲選擇實驗”。實驗設計如下:長方形馬赫曾德干涉儀裡,左下角有半透半反分束器,左上角、右下角分別有全反射鏡,右上角根據需要放置或者不放置第二個分束器,右上角的右側和上邊各放一個單光子探測器。路徑1在左下角分束器反射,沿著左邊,在左上角反射到右上角;路徑2透過左下角分束器,沿底邊經右下角反射到達右上角。在干涉實驗中,不管第二分束器在還是不在,單光子總是同時在兩個路徑上透過。還有量子隧道效應、雙狹縫干涉實驗、量子糾纏、非局域性和波粒二象性等簡單現象來理解神秘的量子效應。
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量子力學極大促進了人類文明的進步,然而它的許多特性違揹人們日常生活的直覺。“量子力學是普適的理論嗎?它適用的邊界在哪裡?”這一終極問題自量子力學誕生之初就引起物理學界乃至哲學界的廣泛的興趣。量子力學對大部分人來說意味著深奧和難懂。自量子力學誕生以來,人們主要在做一件事:求解薛定諤方程。量子力學是與相對論比肩的20世紀偉大的科學發現,這促使了鐳射、電晶體、核能等的產生。微觀理論和經典世界的矛盾導致了愛因斯坦與玻爾之爭。愛因斯坦認為,量子力學理論的不完備導致了量子世界的機率性、非局域性;而堅持“眼見為實”的玻爾認為,量子世界是虛幻的,只有對量子世界進行測量後的結果才是真實的。早在2016年,李傳鋒、柳必恆等人即自主研製出高品質的三維糾纏源[PRL 117, 170403 (2016)]。為了檢驗這個基於二值理論的不等式,他們簡化光源的設計,進一步提高了光源的效能。實驗上,他們把處於三維糾纏的兩個光子分發到兩個相距8米的實驗室中,完全隨機地選擇測量基進行測量。實驗觀測到對二值理論預言的明顯違背,違背量超過了9個標準差,從而首次實驗證實量子力學中強於二值關聯的存在。研究組公開了該實驗的完整原始資料,以供國際同行進行更深入的資料分析。該實驗將促進對量子力學理論基礎的進一步研究。清華大學教授龍桂魯創造性地設計了“相遇延遲選擇實驗”。實驗設計如下:長方形馬赫曾德干涉儀裡,左下角有半透半反分束器,左上角、右下角分別有全反射鏡,右上角根據需要放置或者不放置第二個分束器,右上角的右側和上邊各放一個單光子探測器。路徑1在左下角分束器反射,沿著左邊,在左上角反射到右上角;路徑2透過左下角分束器,沿底邊經右下角反射到達右上角。在干涉實驗中,不管第二分束器在還是不在,單光子總是同時在兩個路徑上透過。還有量子隧道效應、雙狹縫干涉實驗、量子糾纏、非局域性和波粒二象性等簡單現象來理解神秘的量子效應。