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开心色播 解读“薛定谔的猫”, 这只猫为何会“既死又活”?

发布日期:2024-12-22 06:10    点击次数:170

开心色播 解读“薛定谔的猫”, 这只猫为何会“既死又活”?

有一种表面简略能提供最具劝服力的解读开心色播,那即是量子退关系表面,该表面获得了执行考证的可信提拔。不妨在此稍作阐释。

未始预想的是,薛定谔构想的“薛定谔的猫”这一想想执行,甘心在嘲讽哥本哈根解释的裂缝,却有时成为改日几十年表面物理学界孜孜以求的热点话题。其中枢论点在于质疑哥本哈根派别对量子力学在微不雅边界解释的局限性,并以此建构一座宏不雅与微不雅相通的桥梁,一端是代表微不雅不细目性的粒子衰变,另一端则是猫的存一火这两种互斥景况。

按照薛定谔的设定,粒子衰变的重复态透过这说念桥梁影响猫的存一火,导致其处于一种失误的重复景况。然则,在这一执行构想中,薛定谔疏远了一个显然的缺陷:

那即是,粒子是否衰变是通过盖革计数器这个宏不雅物体来触发的。换言之,真确决定猫存一火的并非薛定谔原先设计的开箱那一陡然的波函数坍缩,而是盖革计数器的测量恶果。

只言片语地讲:猫的存一火并不取决于是否有东说念主开启盒子,双眼是否目睹,而是与盖革计数器的测量行径考究有关。

这骨子上亦然哥本哈根派别对“薛定谔的猫”的解释开心色播,看似自作掩,但实则仍存在疑窦:

比如,在放入盒子之后,猫是否确凿资格过存一火并存的重复景况?为何由微不雅粒子组成的盖革计数器能导致波函数的坍缩?

针对这些疑问,历史上暴露了大齐表面解释,从充满科幻色调的“平行全国”说,到“隐变量表面”,直至当今适度,最为可靠且获得执行提拔的解释即是“量子退关系”。

那么,量子退关系是什么?简而言之,一个量子系统的关系性(不错结实为重复态)会因与周遭环境的量子纠缠而改革,这经由使得本来的量子行径滚动为经典的行径形态(即薛定谔方程中的波函数坍缩)。这依然由需要时辰,在宏不雅圭臬上,这个时辰频繁极其俄顷。

淌若将量子退关系的旨趣诈欺于“薛定谔的猫”执行中,执行情形如下:

一个阻塞的盒子内,当先放入一个处于衰变重复景况的量子系统(举例一个可能衰变的粒子),然后把盖革计数器、继电器、锤子、装有毒药的瓶子以及猫一并放入,紧闭盒盖。

在这极短的刹那间,一系列事件相继而至:

衰变粒子的环境发生改革(引入了上述物体),并与环境发生量子纠缠,导致盒子内的通盘物体(包括盒子本人)齐堕入重复态。

由于量子退关系的效应,这个系统在极短时辰内完成了从重复态到本征态(即细目景况)的滚动。

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假定粒子处于衰变的本征态,盖革计数器便会触发四百四病,继而通过继电器落下锤子,砸碎装有毒药的瓶子,导致猫圆寂。若粒子处于未衰变的景况,则猫会坦然无恙。

这种解释看似平平无奇,曾一度与其他如“平行全国”的解释相通,不具备可证伪性。然则,在1996年,法国物理学家塞尔日·阿罗什初次兑现了对放射场介不雅重复态的关系性因量子退关系而遭遇龙套的定量不雅测。也因此,阿罗什荣获了2012年诺贝尔物理学奖。

尽管物理学界数十年来的困扰似乎获得了解答开心色播,咱们仍然不明晰量子退关系背后的深层物理机制。



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