技术:薛定谔的猫到底死没死?做完这个实验就知道
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只是简单,左量子,交替,量子,交替,交替,交替,交替,光子。 人们能看到什么不同的现象吗? 根据标准量子力学,答案应该是“不能”。 但是,迄今为止没有人做过这样的测试。 如果kwiat团队的最终结果与理论预言不同,我们对量子世界的现有理解就会动摇,人们也试图用一点其他理论来解释量子力学。 这些理论预言对自然的看法与现有的完全不同,现实的存在与观测行为和观测者无关。 如果成立的话,我们对量子力学的现有解释将会被彻底推翻。 rebecca holmes是kwiat以前的学生,现在在洛杉矶阿拉莫斯国家实验室工作,他设计了这个实验装置。 他说:“可能会成为存在超过标准量子力学的现象的证据。”
用肉眼观测单一光子
为了探究人眼能否直接观测到单一光子,近一个世纪的物理学家做出了很多努力。 1941年,哥伦比亚大学的研究者在science上宣布,即使一束光中只有五个光子落在视网膜上,也能被人眼看到。 30多年后,加利福尼亚大学伯克利分校的生物物理学家barbara sakitt似乎通过实验验证了人眼可以看到单一光子。 但是,这些实验不能给出明确的结果。 holmes说,“这些实验的问题都是试图采用‘经典’光源”,但经典光源是否发射出单一光子还不清楚。 也就是说,甚至不能保证在任何初期实验中都只使用单一光子。
到年为止,发现青蛙眼中的光感受器,称之为视棒细胞,有能够检测出单一光子的确凿证据。 新加坡科学技术研究局的leonid krivitsky和同事从成年青蛙的眼睛中提取视棒细胞,实验证明这些细胞对单一光子有反应。 kwiat表示,现在,“每个受光器都能对单一光子产生反应是毫无疑问的”。 但是,这并不意味着视棒细胞对生物青蛙和人体也有同样的效果。 因此,kwiat和在伊利诺伊的同事anthony leggett等人开始计划用单一光子光源测试人类视觉。 很快kwiat团队开始了实验。 现在holmes也加入了团队,负责实验性操作。 但是,“我们当时失败了。 ”holmes说
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虽然光子和视觉系统的作用是观测,但观测被认为是使波函数“斜坡”,光子最终位于某一侧,为使放出的硬币最终朝上,是表里的某一面。 接收人眼重叠状态的光子时,左右出现的光子数量有差异吗? kwiat说:“如果相信量子力学,就没有什么区别。” 但是,当他们的实验发现无可辩驳的显着差异时,证明量子力学有什么问题。 他补充说,这是一个重大发现,将会有惊人的结果。
这样的结果表明有可能处理量子力学的中心问题即测量问题。 如果波函数真的因测量而衰变,量子力学理论并不表明这种衰变是如何发生的。 测量仪有多大? 什么眼睛
也处于重合状态的物体的质量越大,斜坡越快。 这个理论的结果之一是每个粒子可以处于无限长的重叠状态,但宏观物体不行。 因此,在grw理论中,著名的薛定谔的猫不会处于生存和死亡的叠加状态。 grw这样的理论被称为“无关观测者”的现实模型。
如果grw这样的理论对自然的描述是正确的,我们一个世纪以来想说明的想法是完全错误的。 我们一直认为观测和测量是构成现实世界的中心要素。 重要的是,当处于重叠状态的光子落入视网膜时,grw理论预言的两侧光子计数与标准量子力学略有不同。 这在光子的输送过程中与不同大小的系统起作用,例如两个视棒细胞中两个光敏蛋白是一个系统,两个视棒细胞和对应的神经组合是另一个系统,光子与这两个系统起作用就不同的自发
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“人在直接观测量子的时候有区别吗? 答案是“可能做不到”,但我们确实不知道。 除非人类视觉系统建立了量子力学水平的完整模型,或者通过实验观测,否则得不到答案。 我们不能做这样的模型,只能做实验。 ”。
robert prevedel年是vaziri研究小组的一员,现在在德国欧洲分子生物学实验室工作。 他更感兴趣的是在一系列事情中找到波函数衰变的具体位置。 坍缩是在光子第一次击中视棒细胞时发生的吗? 还是出现在神经信号生成和传播的中间过程? 还是最后的信号给人视觉的时候? 他提出取出视网膜,发射重叠状态的光子,记录不同阶段的视觉解决过程(例如,记录视棒细胞和构成视网膜的其他感光细胞的新闻),看看重叠状态会持续多久。
prevedel认为视棒细胞吸收光的状态会消失。 但是,“如果看到光子接触视棒细胞后的任何阶段都存在量子(重叠状态),无论是视网膜内的不同细胞层,还是之后的神经电路,都将成为真正的突破。 这将是惊人的发现”
另一个问题是大家故意假装没看见。 是人类的意识。 意识会带来量子态衰变,最终只能使光子出现在一侧吗? 但是prevedel怀疑意识和测量、低迷之间是否真的有关联。
prevedel说:“意识是脑内细胞和神经元共同作用的结果,这些细胞和神经元很多,不到几十亿就有几百万。 如果意识有助于量子叠加状态的检测,这个过程就会涉及相当于大脑大小的宏观物体,例如构成生物细胞的大量原子和电子的集合。 但是,根据我们现有的知识,这种宏观物体不能保持量子叠加状态。 ”。
原文链接:
https:/ scientific American/article/the-human-eye-could-help-test-quantum-mechanics /? amp
写作| anil ananthaswamy
翻译|刘博尧
标题:技术:薛定谔的猫到底死没死?做完这个实验就知道
地址:http://www.greenichiban.com/news/9005.html
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