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爱因斯坦已哭晕在厕所?科学家实现宏观尺度上的量子纠缠!

发布者:在华韩国创新中心 发布时间:2021-03-03 11:24:00 点击量:
发布时间:2021-03-03 11:24:00
导读:物理学有许多的规律和理论,但人们印象最为深刻的当属相对论和量子力学!这两个理论的研究对象是我们世界所遵循的规则,可谓是高深莫测!而且,相对论和量子力学还有一个共同特点:绝大部分人根本听不懂!
作为物理学最伟大的两种理论,虽然都是在解析我们的世界,但两者的出发点却完全不同!相对论主要研究的是宏观尺度上的物质,而量子力学研究的则是微观尺度上的量子状态。
就目前而言,虽然相对论和量子力学都被认为是非常正确的理论,但两种理论彼此之间却是水火不相容!尤其是量子力学中的量子纠缠,更是被认为颠覆了爱因斯坦的相对论,难道相对论和量子力学真的只能取其一吗?

相对论和量子力学的矛盾

事实上,爱因斯坦不仅仅是相对论的创立者,更是量子力学的奠基人之一!但奇怪的是,爱因斯坦本人似乎并不认同量子力学!

在与玻尔领导的哥本哈根学派关于量子力学长达30年的论战之中,爱因斯坦几乎以全败的战绩告终!而且,多次实验也证明了量子纠缠与量子叠加等特性的正确性。但爱因斯坦就是爱因斯坦,他拒绝承认量子力学的合理性,并认为:上帝是不会掷骰子的。

当然,就目前科学界的认知而言,相对论是正确的,量子力学也是正确的!但奇怪的是,两种正确的理论之间却显得格格不入!

广义相对论和量子力学的最大冲突在于对四种基本作用力的描述上不能一致。量子力学认为力是由粒子的交换而来的,电磁力是由光子交换而来,弱力是由弱规范玻色子交换而来,强力是由胶子交换而来。但引力却无法“量子化”。

而相对论则认为引力就是空间弯曲而导致的,但却无法将其它三种里用相对论来解释!

而且,量子纠缠的存在加大了相对论和量子力学的矛盾,因为量子纠缠的速度很有可能超越光速,甚至是大大超越。但在相对论中,光速是不变的。

宏观尺度上的量子纠缠

前些年,芬兰阿尔托大学应用物理系教授Mika Sillanp领导的一个研究团队策划了一个神奇的实验,该实验成功实现了宏观尺度上的量子纠缠!

科学家们利用两个振动的鼓膜,它们是由置于硅芯片上的金属铝片制成。它们的直径达到15微米,几乎与人类头发的直径相当,每个鼓膜上都存在数万亿个原子,可以说完全脱离了微观的范畴。

为了保证实验过程不受外界干扰,研究小组将超导电路冷却到绝对零度的边缘,大约为-273摄氏度,然后用弱微波场对其进行控制和测量。

通过微波的应用,电路中的鼓膜能够以高的超声频率振动,同时另外一个鼓膜产生了相对应的震动行为!科学家们首先排除了两个鼓膜之间的共振行为,因为实验条件已经杜绝了这种可能,那唯一的可能就只有量子纠缠了!

不仅如此,这次量子纠缠的过程持续了近半个小时,比微观尺度上的量子纠缠持续的时间要长得多。

事实上,早在很久以前,科学家们就认为,宏观尺度上的量子纠缠必然存在!因为宏观世界本来就是建立在微观世界基础上的,没有道理在微观世界上存在的现象,放到宏观世界中却是错误的!

而这次的观测结果也对相对论产生了巨大的冲击,也许在遥远的宇宙深处,会有另外一个地球与我们的地球通过量子纠缠紧密相连!如果爱因斯坦看到了这个实验,不知道会作何感想。

新浪网作者:芝麻话车