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爱因斯坦不敢相信的物理“幽灵”效应被拍到了

科普小知识2021-10-28 22:53:37
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爱因斯坦不敢相信的物理“幽灵”效应被拍到了

照片:格拉斯哥大学

科学家捕捉到了世界上第一张量子纠缠的真实照片。这是一个奇怪的现象,物理学家爱因斯坦甚至称之为“远方的幽灵”。

苏格兰格拉斯哥大学的物理学家拍下了这张惊人的照片。

虽然它看起来像一幅灰色的图片,但这是我们第一次看到粒子的相互作用,这是量子计算的基础。

量子纠缠意味着当几个粒子形成不可分离的联系时,不管它们相距多远,一个粒子发生的一切都会立即影响另一个粒子。

这张特殊的照片显示了两个光子之间的纠缠。它们不仅相互作用,而且在短时间内共享物理状态。

该研究的主要作者保罗·安托万·莫罗说:“这张照片优雅地展示了自然的本质属性。”

莫罗和其他物理学家开发了一个系统,利用他们所谓的“非常规物体”来发射纠缠光子流。

实验实际上捕获了四种不同相变下的光子图像,如下图所示:

爱因斯坦不敢相信的物理“幽灵”效应被拍到了

照片:莫罗等人,科学顾问,2019年

你最终看到的图像实际上是光子经历一系列相位变化后的多个图像的合成。

物理学家分离纠缠光子,让一束光通过一种叫做β-硼酸钡的液晶材料,从而引发四个相变。

同时,研究人员拍摄了纠缠光子对通过相同相变时的照片,不管它是否通过液晶材料。

如下图所示,光束从左下角开始,分成两半,通过四相滤波器,其余部分直接经历相同的相位变化。

爱因斯坦不敢相信的物理“幽灵”效应被拍到了

照片:莫罗等人,科学顾问,2019年

相机拍摄的图像显示,即使光子束被切割,它也以同样的方式移动。换句话说,它们是纠缠在一起的。

当量子纠缠理论因爱因斯坦而闻名时,已故的物理学家约翰·斯图尔特·贝尔帮助完善了量子纠缠的定义并建立了贝尔不等式。基本上,如果贝尔不等式能被打破,真正的量子纠缠就能被证实。

研究人员说:“在这个实验中观察到的图像相当于打破了贝尔不等式。”

这一结果为未来的量子成像开辟了一条新的途径。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译,翻译狗Gege,转载必须授权。