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使康熙来了 瑶瑶用摆锤探索量子重力和缠结

物理学 2021-10-02 23:59:06

通过国家标准和技术研究所在原子干涉仪中,原子的波浪功能被分成左臂

然后重新组合,产生干涉模式学分:S

Kelley / NIST当涉及量子理论的婚姻时,重力是本质上四个基力的孤独阻断

三个其他三种 - 电磁力,弱力,这负责放射性腐烂,以及强壮的佛将中子和质子结合在原子核中的RCE - 所有人都与量子理论合并,以成功地描述最严重的尺度上的宇宙,其中量子力学规律必须发挥主导作用

虽然爱因斯坦的理论一般相对论,这将重力描述为时空曲率,解释了多种重力现象,它在最小的卷内失败 - 黑洞的中心或爆炸性出生时的宇宙的中心,当它少于一个原子di.尺寸的空间

这就是量子力学应该占主导地位的地方

然而,在过去的八十年中,专家在内的专家包括爱因斯坦,一直无法与重力联合量子理论

因此,重力真正是量子力量吗?国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员现在已经提出了一个可能有助于解决问题的实验

实验利用了两个量子理论的最奇形属性是叠加原理,其保持不受干扰的原子粒子可以被描述为波,其具有一次在两个位置的概率例如

,一个不受干扰的原子,穿过具有两个狭缝的区域,通过一个或一个或另一个狭缝,但两个

和因为原子由波形描述,通过一个狭缝的部分会干扰通过另一个狭缝的部分,产生众所周知的明亮和明亮的图案暗条纹

明亮的条纹对应于两个波的山丘和山谷对齐的区域,使得它们在一起加上,创造建设性干扰和暗区对应于波浪的山丘和山谷的区域出来,创造破坏性干扰

当实验开始时,原子的波浪函数不受摆锤的影响

这意味着单个原子的两个臂彼此完全干扰

信用:S

Kelley / NIST第二奇怪量子特性被称为缠结,其中两个颗粒可以如此强烈相关的现象,使得它们作为单个实体的行为

测量其中一个的属性颗粒自动迫使另一个具有互补性,即使两个颗粒在量子的重力分开

中,也可以通过假设的亚基颗粒来传达两个大量物体之间的引力吸引力以与光子(光的基本颗粒)连通两个带电粒子之间的电磁相互作用的相同方式

所以,如果雷翅孔真正存在,则应该能够连接或缠绕,财产两具尸体的IES,就像光子一样,可以缠绕两个带电粒子的性质,该颗粒的特性由Maryland大学的NIST的联合量子研究所的Jake Taylor的拟议实验与Daniel Carney一起在劳伦斯伯克利国家实验室和霍尔格伯克利大学的Müller提供了一种聪明的方式来测试,如果两个大规模的身体确实可以被重力缠结

他们在2021年8月18日在线发布的文章中描述了他们的工作

实验WOULD使用寒冷的原子覆盖在原子干涉仪内部

干涉仪有两个臂 - 左臂和右图

根据叠加原理,如果云中的每个原子是在纯粹的不受干扰的量子状态下,可以将其描述为同时占据两个臂的波

当波浪的两个部分,每个臂重新组合的两个部分,它们会产生露出任何变化的干扰图案由于重力等力的径向

在干涉仪

外部引入悬浮作为摆锤的小,最初固定的质量悬浮在悬浮物

悬浮的物质和原子被引起重力被吸引

如果引力拖船也产生纠缠,那会看起来像什么?如果引力的吸引力导致摆锤和原子之间的缠结,摆锤将部分地测量原子的位置,将其浓缩成一只臂或另一个臂

学分:S

Kelley / NIST悬浮质量将与原子的特定位置相关 - 干涉仪的右臂或左侧

结果,质量将开始向左或右摆动

如果原子位于左侧,摆锤将开始向左摆动;如果原子位于右侧,摆锤将开始向右摆动

重力在干涉仪中缠绕了原子的位置,其中方向摆锤开始摆动

位置缠结意味着摆锤有效地测量了原子的位置,将其定位到干涉仪内的特定部位

,因为原子不再处于叠加在双臂同时,干扰图案消失或减少

半期间,当摆动质量返回其起点时,它会失去它创建的引力缠结的所有“记忆”

那是因为无论钟摆都最初向右摆动的路径如何,它在右侧干涉仪臂中拾取原子的位置,或者最初向左摆动,从而拾取了一个位置左臂的原子 - 它返回同样的启动g位置,就像挥杆上的孩子

当它返回起始位置时,它同样可能是摆锤将​​在左臂或右臂拾取原子的位置

在那一刻,已经擦除了质量和原子之间的缠结,并且原子干扰图案重新出现

之后的一段时间,随着摆锤摇摆到一侧或另一侧,重新建立纠缠和干扰图案再次减小一次

作为柱子摇摆的重复干扰,干扰减少,干扰

这种崩溃和干扰的复兴,科学家们说,这将是“吸烟枪“对于纠缠

”“对于除了引力以外的任何现象都很困难Al Entanglement生产这样一个循环,“Carney

在每个半振荡期间后,摆锤会返回它开始的位置,失去所有创建和恢复完全干扰的引力纠缠的所有记忆

学分:S

Kelley / Nist虽然理想的实验可能是十年或更长时间的建造,但初步版本可以在短短几年内准备就绪

各种捷径可以被剥削以更容易观察,泰勒说

最大的快捷方式是拥抱假设,类似于爱因斯坦的一般相对论的理论,当你开始实验时无所谓 - 你应该永远得到同样的resu泰勒指出,必须考虑非重力的量子缠结源,这需要仔细的设计和测量来排除

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