一般來(lái)說(shuō),物質(zhì)和附加在其上的屬性關(guān)系如《左傳·僖公十四年》所云:“皮之不存,毛將安傅?”
但,夢(mèng)游仙境的愛(ài)麗絲看到柴郡貓時(shí)忍不住想到:“我經(jīng)??吹?jīng)]有笑容的貓,但還是第一次看到?jīng)]有貓的笑容!這是我一生中看到的最奇怪的東西!”
如果把皮/毛、貓/笑臉,換成某些量子力學(xué)術(shù)語(yǔ),或許著(zhù)名的物理學(xué)家亞基爾·阿哈羅諾夫(Yakir Aharonov)也可以寫(xiě)出類(lèi)似的名言。
從理論上,他與以色列的物理學(xué)家丹尼爾·羅利希(Daniel Rohrlich)一起,展示了有屬性卻沒(méi)粒子的量子性質(zhì)。
更準確地說(shuō),他們認為信息可以在兩點(diǎn)之間傳遞而無(wú)需某種粒子載體。
該理論可追溯到2013年,當時(shí)美國和沙特阿拉伯的研究人員提出,量子波的凍結效應可能仍不足以阻止其傳輸信息。
“我們發(fā)現這非常有趣——兩個(gè)人之間沒(méi)有任何交流的可能性,但他們就是交換了信息。我們想看看是否能更好地理解這一現象?!?/p>
經(jīng)過(guò)理論推導,最后的實(shí)驗模型其實(shí)非常簡(jiǎn)單。
一條管道,一端是鏡面做成的門(mén)。在量子物理學(xué)中,只有觀(guān)察到物體才能定義對象。類(lèi)似薛定諤的貓,門(mén)和某種量子機制綁定在一起,直到我們看到,才能確定鏡門(mén)是開(kāi)是關(guān)。
然后從另一端射入粒子,因為粒子也具有概率波的特征。它出現在某處是由概率決定的,且隨時(shí)間變化。那么,直到粒子真的撞到鏡面上并被反彈,它的命運都是晦澀不明的。門(mén)可能關(guān),也可能開(kāi)著(zhù)。粒子或許射出了管道,也可能被反彈了回去。
結果發(fā)現了什么?簡(jiǎn)單地說(shuō),根據物理學(xué)家的說(shuō)法,關(guān)于其模態(tài)角動(dòng)量或自旋的部分特征,會(huì )隨反射鏡的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)而變化。
即便粒子本身無(wú)法觸及鏡面(使用某種設計,讓粒子的波函數無(wú)法占據盡頭的空間),Aharonov和Rorlich也發(fā)現,自旋屬性似乎應該能夠伸出幽靈般的手指,碰觸遠端的門(mén)扉,然后再傳遞一些信息回來(lái)。
自旋是量子的基本屬性之一,其它還有電荷數和質(zhì)量。我們還不清楚,粒子能不能化為概率波,卻把帶電屬性剝離出去,和別的什么東西作用。
“沒(méi)有貓的笑容,那確實(shí)很奇怪?!绷_利希說(shuō),“但是,當然,我們思考的是基本粒子。如果基本粒子因為自旋跑到了其他地方,而失去了自旋,也許我們還是可以習慣的?!?em>畢竟量子理論就是這么雞掰
阿哈羅諾夫對奇幻般的量子物理學(xué)帶來(lái)的荒謬感并不陌生。半個(gè)多世紀以前,正是他與著(zhù)名的理論物理學(xué)家大衛·鮑姆(David Bohm)合作提出了反常識的阿哈羅諾夫-玻姆效應。
最早由日立公司經(jīng)實(shí)驗證實(shí)。
但是明顯怪異的部分,目前還缺少公認的解釋。
阿哈羅諾夫的解釋基于名為“模量動(dòng)量”的概念——很難在沒(méi)有量子場(chǎng)論數學(xué)基礎的情況下進(jìn)行詳細介紹。
阿哈羅諾夫告訴Phys.org:“盡管粒子的屬性會(huì )脫離粒子存在,非常令人驚訝的,但這并不意味著(zhù)什么也沒(méi)有發(fā)生,或沒(méi)有實(shí)際效果?!?/p>
我們以后或許能夠利用這一特性搞出點(diǎn)什么,但目前在理論上,可以揭示粒子的非局部特性:量子的性質(zhì)有時(shí)可能比其本身的所在更重要。
這項研究發(fā)表在《物理評論快報》上。
https://www.sciencealert.com/schrodinger-s-cat-gets-a-cheshire-grin-in-a-mind-bending-quantum-physics-analysis
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