五种怪异量子效应：量子齐诺效应和真空双折射

2018-03-29 爱比价妈妈-能让你省钱的网站

　　新浪科技讯北京时间3月29日消息，据国外媒体报道，目前，澳大利亚研究员劳伦·福格（Lauren Fuge）指出，除了著名的“薛定谔的猫（Schrodinger’s cat）”和海森堡的“不确定原理（uncertainty principle）”之外，量子效应还存在许多怪异现象。

　　你可能听过“薛定谔的猫”和海森堡的“不确定原理”，甚至量子纠缠（quantum entanglement），这些量子现象试图以极小比例解释世界，自从量子效应被发现，在一个世纪里这些神奇效应已是众所周知。

　　但事实上量子效应仅是原子和亚原子微粒怪异和违反直觉的开始，许多奇特的量子效应仍然令科学家迷惑不解，以下是五种最怪异的量子效应：

　　1、量子齐诺效应（quantum Zeno effect）

　　让我们先从经典的“薛定谔的猫”理论开始吧，在这个著名的思维实验中，一只猫被困在装有放射性物质的盒子里，如果放射性物质进行衰变，辐射会触发一个释放毒气的探测器，这只猫会被杀死。

　　但我们检测盒子内部状况，发现盒子内部会同时存在两种状态：一种状态是猫没有腐烂，仍是活着的；另一种状态是猫已腐烂，它已死去。此刻我们决定观察一下盒子里面的情况，证实这只猫是死了，还是又活过了一天。

　　但是你每秒数千次窥视这个盒子，监测盒子中的放射物质，你可能改变这一变化过程。根据你所观测的方式，结果可能是延迟放射性衰变（被称为量子齐诺效应）或者加速放射性衰变（被称为量子反齐诺效应）。据悉，齐诺效应的命名源自古希腊哲学家齐诺的名字，这位哲学家曾提出一系列逻辑悖论，其中最著名的包括：关于龟兔赛跑的“阿基里斯谬论（Achilles）”，证实擅跑英雄阿基里斯追上乌龟是不可能的，因为任何距离都可切割成无数小的距离，乌龟会制造出无穷个起点，它总能在起点与自己之间制造出一个距离，不管这个距离有多小，但只要乌龟不停地奋力向前爬，阿基里斯就永远也追不上乌龟！

　　齐诺效应引起的变化是由于测量引起的干扰，甚至人们只需晃动盒子，而不是朝向盒子里观看，就完全足够了。

　　2、中微子缺少“身份识别”

　　“薛定谔的猫”是量子物理中较奇特的构想例子之一，证实叠加理论的存在。这一基础理论认为，物体能同时以两种或者更多状态存在，即一只存活或者死亡的猫并非你现实情况下所看到的，物理学家在实验室经常使电子同时顺时针和逆时针旋转。

　　基于以上观点，科学家表明神秘微粒——中微子，在穿行数百公里的范围内可保持两种或者更多的状态，中微子是一种亚原子粒子，它与物质几乎没有相互作用（每秒大约有10万亿个中微子穿过你的手）。同时，它们在穿越空间时，会在不同“味（用以区分不同类型的夸克和不同种类的粒子）”和类型之间快速振荡，中微子会以一种“味”开始，并以另一种“味”到达目的地。

　　但是这种转换并不简单，研究表明，在穿行过程中，中微子并没有明确的“味”，它们仍然处于一种“身份认同危机（identity crisis）”状态，同时存在多种“味”。