新量子世界, 量子“去坍缩”假说得以验证

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2006年,美国罗彻斯特大学物理学与天文学教授Andrew Jordan连同加州大学河畔分校的Alexander Korotkov,提出了一种关于量子力学和量子态的理论假说——量子“去坍缩”(quantum-‘uncollapse')。而最新进行的一项研究证明了该理论的正确性。

根据量子力学理论,量子粒子具有类似波的特性,能够同时存在于多个空间位置。而“经典”世界中的物体尽管由这些粒子组成,但二者在行为方式上存在着强烈反差,这也是现代物理学中一个深奥的问题。

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许多科学家相信,量子态是无法精确测量的。一旦被测量,量子物体就会发生“坍缩”,从拥有多种可能位置的状态变成类似经典物体的单一位置。对此,Jordan等人提出,应该有可能对量子粒子进行持续的微弱测量,令量子态发生部分坍缩,这时如果进行“去测量”(unmeasure),那么粒子又能回复到坍缩前的初始量子态。这也就是所谓的量子“去坍缩”假说。

Jordan的假说实际上意味着,量子世界和经典世界并不像人们长期所想的那样,拥有一道严格而急剧的分界线,而是存在需要一定时间才能穿越的“灰色区域”(gray area,即过渡区域)。

在最新研究中,美国加州大学圣芭芭拉分校的Nadav Katz等人对该假说进行了检验,详细的解释刊登在近期的Nature News杂志上。研究人员发现,他们的确可以对量子粒子进行“弱”测量,并触发部分坍缩。Katz表示,随后,“我们消除了施加的破坏”,改变了粒子的特定属性,并再次进行了类似的弱测量。结果发现,粒子回到了初始的量子态,就好像从未被测量过一样。

由于理论物理学家从1926年起,就一直相信对量子粒子的测量会不可避免地导致坍缩,有一种说法叫:在某种程度上,测量创造了我们理解的真实。不过,Katz说,“新的研究让我们真的不能假定测量创造真实,因为这种测量效果可以抹除并且重新开始。”(科学网 任霄鹏/编译)

量子“去坍缩”假说得以验证 2008-08-08 科学网

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