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测量量子粒子的行为是如何将其转化为日常物品的

物理学 2022-09-25 23:59:09

阿姆斯特丹大学 尽管量子世界是模糊的,但对量子粒子的测量在我们的日常生活中产生了精确的结果

测量的行为是如何实现这种转变的?学分:物理研究所 量子世界和我们的日常世界是非常不同的地方

在本周发表在《物理评论》上的一篇名为《编辑的建议》的文章中,UvA物理学家贾斯帕·范·韦泽尔和乐天·默滕斯及其同事研究了测量量子粒子的行为是如何将其转化为日常物体的

量子力学是描述我们周围世界中最小物体的理论,从单个原子的成分到小尘埃粒子

这种微观领域的行为与我们的日常经验有着显著的不同——尽管事实上我们人类世界中的所有物体都是由量子粒子本身构成的

这引发了有趣的物理问题:为什么量子世界和宏观世界如此不同,它们之间的分界线在哪里,那里到底发生了什么? 测量问题 量子和经典之间的区别变得至关重要的一个特定领域是当我们使用日常物体来测量量子系统时

于是,量子世界和日常世界的划分就相当于问,测量设备应该有多大才能在日常世界中用显示器显示量子特性

找出测量的细节,比如创建一个测量设备需要多少量子粒子,这被称为量子测量问题

随着探索量子力学世界的实验变得越来越先进,涉及到越来越大的量子物体,纯量子行为跨越经典测量结果的无形界限正在迅速逼近

在一篇文章中,UvA物理学家Jasper van Wezel和Lotte Mertens及其同事总结了当前试图解决测量问题的模型,特别是那些通过对支配所有量子行为的一个方程:薛定谔方程提出微小修改来解决测量问题的模型

玻恩法则 研究人员表明,这种修正原则上可以导致解决测量问题的一致建议

然而,事实证明很难创建满足玻恩法则的模型,玻恩法则告诉我们如何使用薛定谔方程来预测测量结果

研究人员表明,只有具有足够数学复杂性的模型(用技术术语来说,即非线性和非酉模型)才能产生玻恩法则,从而有机会解决测量问题,并教会我们量子物理和日常世界之间难以捉摸的交叉

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