薛定谔的猫到底死没死?
墨子沙龙
2024-01-04 18:00
The following article is from 科学大院 Author 栾春阳
对于量子力学,有些人痴迷于其中的奇妙现象,希望一窥量子世界的奥秘;也有些人将量子力学视作天书,一听到各种复杂的概念就会满头雾水。那么,到底什么是量子力学呢?
其实,量子力学并没有那么神秘,它已经发展成为一门成熟的物理学分支。早在19世纪末,随着对微观世界的不断探索,物理学家逐渐意识到,适用于宏观世界的经典物理理论,无法解释微观世界中的运行规律和某些奇妙现象。于是,经过物理学家的不懈努力,终于找到了用以描述微观世界的物理理论,这就是“量子力学”。
正是因为量子力学所描述的微观世界,不同于我们身处的宏观世界,因此,我们总是习惯性地采用经典物理理论来思考问题,而很难理解量子力学。然而,要想把握量子力学的精髓,我们就只需要弄清楚“量子纠缠”这一核心概念就可以了。
估计很多小伙伴都会对量子纠缠有所耳闻,但或许对它的理解并不深刻。
在量子力学的理论体系中,当几个微观粒子在相互作用后,无论之后彼此相距多远,这几个微观粒子所具有的物理量都只能当作一个整体来进行描述,而无法再单独描述单个微观粒子的物理量。这种只存在于微观世界内,并且描述整个系统的物理量的现象,就叫作“量子纠缠”。
在这里我们举个例子,来更加直观地体会量子纠缠的奇妙之处。比如,物理学家可以将一个正电子和一个负电子对撞,从而发生湮灭并且释放出一对光子(小伙伴们不必纠结于正负电子这一概念,只需要了解,这对光子整体的物理量一定是守恒的即可)。
由于这对光子的总物理量始终守恒,因此无论这两个光子相距多远,其中一个光子的变化都会立即导致另外一个光子也发生改变。因此,这对光子无论相距多远,都始终处于“量子纠缠”的状态。
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