量子纠缠有多快?科学家在阿秒尺度上对其进行研究

量子力学的梦 2024-11-01 01:52:37

时域中氦中电子间相干和纠缠的三态模型。1 之间的谐振驱动和 2p0的状态 He 影响能量为 ≈E 的出射波包的时间延迟。重要的最终通道包括直接单电离 (DSI) 导致 He(1++) 和自由电子,以及 He (2+p0).信用:物理评论快报 (2024)。DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.163201

量子理论描述了在极短的时间尺度上发生的事件。在过去,此类事件被认为是“瞬间”或“瞬间”:电子围绕原子核运行——在下一刻,它突然被一道闪光撕裂。两个粒子碰撞——在下一刻,它们突然被“量子纠缠”。

然而,今天可以研究这种几乎“瞬时”效应的时间发展。TU Wien(维也纳)与来自中国的研究团队合作,开发了可用于模拟超快过程的计算机模拟。这使得找出量子纠缠是如何在阿秒的时间尺度上产生的成为可能。

研究结果现已发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)杂志上。

两个粒子 - 一个量子对象

如果两个粒子是量子纠缠的,那么单独描述它们是没有意义的。即使您非常了解这个双粒子系统的状态,也无法清楚地说明单个粒子的状态。

“你可以说粒子没有单独的属性,它们只有共同的属性。从数学的角度来看,它们牢牢地属于一起,即使它们位于两个完全不同的地方,“维也纳工业大学理论物理研究所的 Joachim Burgdörfer 教授解释说。

在纠缠量子粒子的实验中,科学家通常对尽可能长时间地保持这种量子纠缠感兴趣,例如,如果他们想将量子纠缠用于量子密码学或量子计算机。

“另一方面,我们对其他事情感兴趣——首先找出这种纠缠是如何发展的,以及哪些物理效应在极短的时间内起作用,”当前出版物的作者之一 Iva Březinová 教授说。

一个电子冲走,一个电子留在原子上

研究人员观察了被极强和高频激光脉冲击中的原子。一个电子从原子中扯出并飞走。如果辐射足够强,原子的第二个电子也可能受到影响:它可以转变为具有更高能量的状态,然后以不同的路径绕原子核运行。

因此,在激光脉冲之后,一个电子飞走,另一个电子留在能量未知的原子中。“我们可以证明这两个电子现在是量子纠缠的,”Burgdörfer 说。“你只能一起分析它们——你可以对其中一个电子进行测量,同时了解另一个电子的一些信息。”

电子本身不知道它是什么时候“诞生”的

研究团队现在已经能够证明,使用结合两种不同激光束的合适测量方案,可以实现电子飞走的“诞生时间”,即它离开原子的那一刻,与留在后面的电子的状态有关的情况。这两个性质是量子纠缠的。

“这意味着飞走的电子的诞生时间原则上是未知的。你可以说电子本身不知道它是什么时候离开原子的,“Burgdörfer 说。“它处于不同状态的量子物理叠加中。它使原子处于更早和更晚的时间点。

它“真正”是哪个时间点无法回答——这个问题的“实际”答案在量子物理学中根本不存在。但答案是量子物理学上与原子中剩余的电子的状态(也是不确定的)有关。如果剩余的电子处于能量较高的状态,那么飞走的电子更有可能在早期的某个时间点被撕裂;如果剩余的电子处于较低能量的状态,那么飞走的自由电子的“诞生时间”可能更晚——平均约为 232 阿秒。

这是一个几乎难以想象的短时间:一阿秒是十亿分之一秒的十亿分之一。“然而,这些差异不仅可以计算,还可以在实验中测量,”Burgdörfer 说。“我们已经在与想要证明这种超快纠缠的研究团队进行谈判。”

“瞬时”事件的时间结构

研究表明,将量子效应视为“瞬时”是不够的。只有当人们设法解决这些效应的超短时间尺度时,重要的相关性才会变得可见。

“电子不只是从原子中跳出来。可以说,这是一个从原子中溢出的波,这需要一定的时间,“Březinová 说。“正是在这个阶段发生了纠缠,然后可以通过观察两个电子来精确测量其影响。”

更多信息:江,Wei-Chao 等人,时间延迟作为电子间相干和纠缠的阿秒探针。物理评论快报 (2024)。DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.163201

期刊信息: Physical Review Letters

2 阅读:51
评论列表
  • 2024-11-23 16:31

    ❌波与场❌都是数学当物理,捉影弄鬼的把戏::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/声波/沙丘波,都是物质运动罢了。🍎波粒二象性?以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是骗术笑话是什么?更荒唐在于二象性祸害了认知自然的核心根基//同与不同的确定性。 🍎场是数学虚幻::由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),物质的场到处飞吗?飞的方向如何确定?……地球场给你引力,你给地球场引力?也是笑话!!场的速度是光速,地球速度显然不同,地球场跑了吗??~~~场与波都是捕风捉影的把戏,意义极小,破坏巨大。………伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(1865尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的数学方法,牛顿的物质相互作用相对运动才是宏观微观现象的唯一根本!!带电是物质本质属性,不需要也不可能由变化磁场产生,磁力对电磁粒子做功影响了正负电荷分布而已。❌水波声波永远不可能象光子一样真空直线传播。两朵乌云包括光电效应当然都是电磁理论的谬误,骗子借机祸害经典力学体系何其疯狂?

  • 2024-11-23 16:30

    ❌解释自然因果是骗术,静电斥力发射是能源之源!!! ………因果是主观思维,没有自然因果(律),前因后果(以知识为因推理论证目的果),是(数学)演绎推理,必须从公理/真理出发,才有意义。🍎牛顿以观察归纳认知自然,定义自然哲学公理作为数学原理/演绎思维因。🍎苏格拉底说,真理是唯一的,因果关系无穷多。只有思维因,没有现象因,现象复杂普遍联系因素无穷多。没有从归纳真理/公理(不变现象)出发,瞎编因果都是骗术。空间弯曲就是一个著名的因果解释自然骗术。………所谓释放核能的原因,光电效应因果,干涉现象因果,双缝干涉延迟实验因果,轨道跃迁因果,宏观微观不同因果,高速低速差异因果,不确定性原理因果解释,祸害了强大微观电磁的深入研究。具有宏观不确定性的电磁力,是万有引力的10^36倍以上,物质本质(带电质量体)的静电斥力发射是可利用能源(光子动能/核能化石能太阳能等)的源头(电斥力发射光子/热量)!!!………现象解释都只是辩证法过程,观测归纳//辩证法//需要同时满足牛顿的三个归纳条件,必要性充分性真实性,这是得到真理(思维演绎因)的唯一方法。………归纳现象发现真理是科学,因果解释现象是有害骗术!

  • 2024-11-23 16:32

    ⭕️科学追求确定性(真理/知道)是生存的必须,有现象复杂性。自然绝对诚实/决定论/宿命论,但意识作用于人体(物质)对宿命有广泛扰动。追求确定性(求万变中不变的真理/本质,物质不灭,能量守恒,1+1=2等)。观测有不确定性需要提高观测精度,解释自然“不确定性”“对称或然性”想干啥?❌为不知道找原因吗??没有确定性(不知道)如何利用自然??花瓣飘零不是动量不确定,是大量动量作用观测不足的观测不确定性。空间连续可入,位置和速度的精度没有任何极限。光粒子电荷质量大小不连续,不是运动不连续。特定粒子观测困难,大量粒子分布有观测不确定,不是粒子运动不确定。❌不确定性原理肯定是骗!同与不同的确定性是科学认知的根本,“波粒二象性”祸害了这个人类认知的核心根基!!绝对真理客观存在,人类诞生前月亮不运动吗?引力有没有?不言自明!……仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理??地心说依据的不变现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然&欺师灭祖搞骗的伎俩。瞎搞虚幻瞎搞不确定,量子鬼学,好吗?❌科学追求确定性真理是生存智慧,悖论斯坦想把宇宙中的不同弄成相同(统一场)?证明站着睡觉更高明?

  • 2024-11-23 16:53

    ❌❌悖论斯坦//悖论潘多拉,背叛数学由公理演绎证明特称命题的传统,号称证明全称命题公设公理。以光速不变假说祸害相对速度公理,数学冒充物理,祸害绝对时空,祸害能量质量引力等物理基本概念和认知方法,以二象性祸害自然科学认知的核心根基——同与不同的确定性,瞎编自然因果(律),以创造假说冒充祸害公设形而上学。后谎言掩盖解释前谎言搞了一辈子,祸害数学,祸害物理,祸害哲学,祸害绝对真理,终身搞骗,祸害极大极深极广,100多年了,还在鼓吹骗子,居然成了一门生意?………一个恶贯灵魂的彻底的人类公敌!!!狗屎都有用,欺骗有啥用?观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。迷信跪拜蔑视自然&欺师灭祖的悖论斯坦,瞎搞科幻假说,人类将无法逃脱第六次地球生物大灭绝。———假说科幻骗子招摇过市,科学家比赛鼓吹神话悖论骗子以抬高自己,科学还有希望吗???

  • 2024-11-23 16:32

    量子纠缠笑话——宇宙浩瀚。。。物质质量普遍有力的相互作用,相对运动,是永远不变的真。⭕️邪门纠缠比找女朋友邪门太多了!!!!❌独此一女???独此一男???必须纠缠必然纠缠???❌如何找到独此一女???如何找到独女的独此一男???这种纠缠是万变中不变的真理吗?———观测归纳认知自然,从来如此,只能如此。在万变中寻求不变的真理,如,物质不灭,能量守恒,1+1=2等等。常常有人宣称,暗物质占XX%,只是人类观测不到!!………这和“鬼把戏”有区别吗???

  • 2024-11-23 16:31

    解释光电效应是个笑话。物理机制根本没有涉及,对光谱特性,对光电子能量分布,对偏振和温度影响等都不能解释。是半知乱解,害大于利(笨蛋好于坏蛋)。发现光电效应是宝贵的金山,本是一条通往微观世界的大道。胡编解释光电效应不是真理,是毒药祸害,掩埋了科学真相阻碍了求知探索!!!………证明光速不变(全称命题)是胡编!光反射驱动光帆恰恰证伪了光速不变。多普勒效应和红移就是相对光速变化。光子进入引力场比如黑洞光速不变??光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗???㊙️迈克尔逊-莫雷实验结果的理解::有质量的光子惯性运动,一点也不奇怪。光子对实验装置相对速度基本不变,两路速度差极小,地球重力对光子速度影响太小也测不到,近似为惯性系。

  • 2024-11-04 03:35

    想象力快到1秒就可以穿梭平行宇宙[得瑟][得瑟]

    用户10xxx55 回复:
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  • 2024-11-23 16:30

    证实/证明理论是骗术:::需要证明的真理/理论是骗,号称证明真理/理论也是骗!!!真理理论是无法验证的。作为预测未来的全称命题(全时空),证伪当然有效,证明/证实当然无效。号称证明XX论和万有引力定律,一天证明10000次,有用吗???实验只是证明了具体现象真。号称证明公理,假说冒充公设,肯定都是骗。所有自然规律都是对过去的观测归纳,未来是不变的,这个不可能知道原因,只能信任自然。为自然存在(有无)找原因也都是骗。真理不证自明无法证明,需要验证的理论是骗,号称证明理论也是骗!!!——相对真理也是骗术,真理是客观存在的绝对真理,人类诞生之前没有人类的观测,月亮不运动吗???引力有没有???都是显而易见!仰望星空信任自然的地心说需要认知进化,能否定绝对真理吗???地心说依据的现象变了吗?没有!号称相对真理是悖论斯坦蔑视自然欺师灭祖搞骗的伎俩。