oung avatar

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

🕡 by oung

力學量子多少我們都認為這不是一樣的東西,但也許我們最不知道的是,它似乎對過去進行了編輯。我們就來聊聊這個流行的興趣。為了理解如何實現,我們需要從雙胞胎縫實驗開始。

雙縫實驗

1801年實驗實驗托馬斯·楊(Thomas Young)首次進行了雙縫實驗,這似乎提供了一個驚人的傳聞:的行為就像波一樣。這證明了現在開始·費曼(Richard1100%)在966年的說法:

“事實上,它包含著獨特的神秘……在告訴你它是如何工作的同時,我們已經告訴了你所有量子力學的基本特性。”

在托馬斯·楊的實驗中,實驗由一個帶有縱向狹縫裝置和一個屏幕構成,從其中一個狹縫出射的光與從另一個狹縫出射的光相互干涉,從而在屏幕上產生了乾涉圖樣。這似乎確實可以證明了光是由波組成的。

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

1:雙縫實驗。波從光源(頂部)傳播到條狹縫。半圓形波從狹縫中發出,直到包含大量狹縫的粒子。從這些狹縫中產生的兩種半圓形波相互交叉,沿線軌跡產生波峰和波谷,在屏幕(底部)上形成的圖樣。

然而,通過現代設備,我們也可以看到由單個點組成的圖樣,每個點對應一個光粒子,這些光子。實際上這就是著名的波粒二象性

那是偶然即使很光亮的暗影,也有一次只有一個光子到達屏幕,隨著時間的類型的捕捉,屏幕上也會形成同樣的繪畫圖樣,儘管在如此低的光子中。速率下,干涉圖案的出現可能需要數週的時間。不過,干涉圖樣出現的事實表明,即使是單個光子也會表現像波一樣的行為。反過來,似乎這意味著每個光子同時通過兩個狹縫,這口是“無稽之談”。

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

圖 2:雙縫實驗中出現的圖樣(a到d),每個點代表一個光子。

這產生了一個問題:光子真的只通過了一條狹縫嗎?如果是哪一條狹縫?

光子穿過了一條還是一條狹縫?

在回答問題之前,讓我們思考如果沒有約定我們會看到什麼形成。我們關上一條狹縫,打開一條狹縫,這樣從那條狹縫裡出來的光子就可以在屏幕上出現一個圖案。總和,並保證從狹縫的光子不會相互干擾。結果得到圖3所示的包絡線。

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

3:測量狹縫位置(圖狹縫)會得到一個擴展的包線。這裡,輪廓的高度表示光強。

現在,為了回答光子是通過一條狹縫還是一些狹隘的問題,我們可以在每個縫縫狹縫處定位一個線來找出可能的光子通過哪條狹縫。

我們會考慮一個不同的設置,原因將在說明。 幻一下,將屏幕替換為一排管,每個長管只見一個狹縫,如圖4所示每根管子的靈感來源。注意,在每個屏幕上都應該有哪些種類,每對一個不同的任意一個都有一個想法的狹縫位置。因此,不管一個光子有沒有看上的什麼地方,它都會流行的趨勢被測量到

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

圖4:展示波粒二象性的假想實驗。

如果我們使用這個假想的裝置,我們會發現一些假想的裝置,我們會發現這些假圖樣被上面描述的特定的子包絡線所產生,大約是3次。因此,使用了多少來測量某個特定的光,通過那個概率縫阻止了類似的波行為,就像光子在完全隔離的情況下傳播一樣。 (見圖5)。這種一樣的波粒二象性證據證明,實驗的測量方式對結果的影響非常大

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

圖5:當兩個狹縫都打開時,互動圖樣。這裡,人物的高度表示光強。

海森基礎原理

上面的結果似乎是反直覺的,但它與量子物理中最著名的原理-海森堡不確定性原理,是一致的它指出,原則上不可能絕對確定地同時知道一個粒子的位置和動量——位置的測量更精確,動量的測量不准確,反之亦然(可以找到更多信息)。本質上是模糊的。

海森堡因為處理性原理基於這樣一個事實:因為光和物質的行為都像波,所以它們可以用傅里葉分析(波的主要數學工具)來。傅葉分析推導出了一個數學推理,即海堡不等式,即海森堡現在測不准原理的基礎。

在雙縫實驗中,光子經過哪個狹縫可以看作是光子在擋板上的位置。而因為粒子的動量決定了它的運動方向,所以粒子在屏幕上的名單最終位置也。由它的動量指定(見圖6a)。因此,使用位置和動量來保證原理的海森堡的性,它保證減少了光子通過狹隘(縫位置)的必然性通常會增加屏幕位置(動量的含義)性。因此,位置動量可轉化為雙縫實驗中狹縫信息和屏幕位置的特定性

惠勒遲選擇實驗

到時候,我們已經選擇了測量了光子的兩個不同方面:

第一,每次測量光子的屏幕位置(轉換成光子在狹縫處的動量);

第二,使用管長來測量所通過的狹縫信息(轉換成光子在細縫處的位置)。

因為實驗中光子從屏幕到屏幕所花的時間並沒有改變,所以可以通過精確性讓每個光子都可以通過精確測量。狹一個縫似乎是合理的(至少是可以接受的)。 同樣的地信息,準確地測量縫紉的時間,似乎每個光子都只通過一個狹縫。

不過我們還有一個替代實驗,當每個光子都在狹縫和屏幕之間傳播時,改變實驗。光子開始從屏幕拍攝到屏幕的後期,然後選擇好對象。但是在每一個光子通過狹縫還沒有確定屏幕屏幕(如果屏幕管的),我們才能測量屏幕位置或狹縫,才知道這將出現什麼情況?這就是惠勒遲選擇實驗,就是約翰·惠勒(約翰·惠勒)的名字,如下面的圖6所示。

從實時講,很容易設計這樣一個實驗。如果有一個光子在可以和屏幕傳輸,我們決定是否測量光子的屏幕(讓屏幕還原原位,圖6b),或袖縫信息(移動)除屏幕,以便管道可以工作,圖6a。

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

6: 演示波粒二象性的假想實驗。a) 如果在屏幕上使用定向特徵數據線圖縫信息(光子在動態處的位置),那麼量(方向)精確降低,並且在屏幕上觀察到出現波包,3 所示。b) 如果沒有可以通過位置光子縫進行測量,那麼通過時間光子縫進行測量,通過屏幕有效地測量方向(光子動量),棉花會觀察到接觸圖樣。在勒的遲選擇實驗中,在光子通過狹縫之後決定繼續測量 a) 狹縫信息或 b) 光子動量。

2007 年,加州文森特·雅克 (Vincent Jacques) 和他的同事發表了有區別的實驗實驗的結果,該實驗設備使用了異常計算的測量,在原理上與上述實驗沒有什麼。從雅克乾計實驗中可以拍攝,通過將屏幕靜止原位,在屏幕上生成的原位,光子的屏幕位置可以得到有效的測量。於通過每個狹縫的光子,這光子形成的行為。瞬間,當屏幕被移時,會出現一次專門的探索,用於探測到每個光子的長度縫信息,一次拍攝的捕捉包膜與光子的粒子行為相符合。

我們能夠編輯過去……嗎?量子力學的研究告訴你

文森特團隊設計的測量裝置

生日的一點是,在光子通過狹縫後,隨機選擇(通過物理隨機數字生成器)測量屏幕(通過保留屏幕)或狹縫信息(通過移除屏幕);因此,每個光子通過狹縫時的行為光子通過狹縫後做出的決定。本質從上說,似乎現在可以做出決定,是測量一個光子的狹縫還是屏幕信息(位置光子此時已經狹縫通過了) ,在向屏幕傳播的過程中)回溯性地影響光子通過一個狹縫縫還是一個狹縫。

理論上,屏幕狹縫的距離可以變得足夠大,以至於每個光子從狹縫到達屏幕需要數十億年的時間。在這種情況下,現在做出的關於是否測量光子的狹縫信息或屏幕位置的決定軌跡地影響光子在似乎回億年前只是通過一個縫製還是一個狹縫。

如所料,這些結果與海森堡測不准原理是一致的。無論什麼時候能決定,如果將擴展路徑縫進行測量,那麼就會增加光子的屏幕位置的確定性。 ,這將導致編輯圖被一個簡單的生成圖示例。

將物理機制以及這種機制是如何通過一個狹縫的確定性與光子未來位置的潛在性進行交換的,現在仍然是一個謎,這種交換是如何穿越時間的進行的更進一步的一個謎。不過,事實仍然是,如果這種機制不存在,那麼將違反海森堡的固有性原理。

編輯過去

假使我們想編輯過去。第一次,我們要如何實現這一點,其次,這個編輯可以說是以前的了?

好,為了回答第一個問題(已經),現在是否有可能讓光子在過去的某個時間出現。窄縫,那麼我們應該去掉屏幕(允許測量光子從一個狹縫出來)。情況下,這個決定都在光子通過狹縫後可以做出。

第二,編輯時間範圍 生物光子雙縫傳輸到/屏幕傳輸的時間。這看起來我們需要在此之前就可以使用雙縫實驗。然而,我們需要一個等自然現象可以有效地發揮作用。模擬雙縫實驗;就好像那是遙遠的事情,以至於我們的光子已經在傳輸中很多年了。

像大多數量子力學,定義延遲選擇實驗結果的並沒有一個明確的物理解釋。確實,只有理解了支配量子的理論,才能充分理解我們在解釋時遇到的困難。

💘 相关文章

写一条评论

Based on Golang + fastHTTP + sdb | go1.16.4 Processed in 1ms