物理学家在令人费解的量子实验中同时观察两个地方的物质

澳大利亚国立大学研究人员表明,原子可以表现出量子纠缠,推动统一物理学的努力。澳大利亚国立大学 (ANU) 的量子物理学家通过直接观察运动时处于纠缠态的原子,实现了一个重要的里程碑,提供了强有力的证据,表明量子效应不仅限于光粒子,还适用于 [...]

来源:SciTech日报

澳大利亚国立大学研究人员表明,原子可以表现出量子纠缠,推动统一物理学的努力。

澳大利亚国立大学 (ANU) 的量子物理学家通过直接观察运动中纠缠态的原子,实现了一个重要的里程碑,提供了强有力的证据,证明量子效应不仅限于光粒子,也适用于有质量的物质。

量子纠缠是一种粒子相互联系的现象,因此一个粒子的状态会立即影响另一个粒子的状态,无论它们相距多远。虽然这种效应已被光子(光粒子)广泛证明,但将其扩展到原子、具有与重力相互作用的质量的物体已被证明要困难得多。

“我们认为宇宙就是这样运作的,这真的很奇怪,”澳大利亚国立大学物理研究学院的 Sean Hodgman 博士说。 “你可以在教科书中读到它,但认为一个粒子可以同时出现在两个地方真的很奇怪。”

在这个实验中,该团队使用氦原子来演示纠缠,与早期主要关注光子(光粒子)的研究相比,这标志着向前迈出了重要一步。

与光子不同,氦原子拥有质量并受重力影响,这使得在量子实验中研究它们更具挑战性。

大质量原子扩展了量子测试

“通过实验,证明这一点非常困难,”主要作者兼博士研究员 Yogesh Sridhar 说。 “过去有几个人试图展示这些效果,但总是达不到要求。”

这一成就为研究物理学中最基本的问题之一开辟了新的可能性:最小尺度的量子力学如何与宇宙尺度的引力和广义相对论联系起来。

“这一结果证实了一个多世纪前的预测,即物质可以同时存在于两个位置,并且即使在这些位置它也可能会干扰自身,”肖恩·霍奇曼博士说。