【薛定諤的帽子，可以窺探量子粒子】

明道

【薛定諤的帽子，可以窺探量子粒子】

 

 

一個薛定諤的帽子在行動

一個國際研究小組的物理學家提出了一種新裝置，可以檢測波或粒子的存在，而幾乎沒有打擾他們。

所謂的“薛定諤的帽子”，至今尚未建成的實驗室，但小組認為，它可能有一天被用來作為一種新型的傳感器的量子信息系統。

在微觀世界的量子力學，直接觀察一個粒子的屬性 - 一個電子的位置，例如 - 使粒子的波函數的崩潰。

其結果是，粒子來衡量的重大改變。

在20世紀90年代初，的物理學家阿夫沙洛姆Elitzur和利Vaidman指出，在以色列特拉維夫大學的直接觀察到粒子，以了解其性質的東西，它並不總是必要的。

研究者想像一堆炸彈，其中每一個被設計為觸發的單光子吸收。

有些炸彈是啞彈，通過這些，光子通行無阻。

可以檢查是否有炸彈發射的光子的工作，但是，如果炸彈確實可以工作，它會在這個過程中被破壞。

會不會有一種方式來淘汰一些不破壞他們的工作炸彈嗎？

互動免費測量

答案是肯定的，說Elitzur的和Vaidman。

他們認為，干涉儀：光子的路徑被分成兩個臂的裝置，通過它，只有重組在一定距離外的一組檢測器。

要測試炸彈，就成了必須被放置在一個臂的干涉儀中。

啞了炸彈，沒有任何作用的光子，光子將通過這兩種武器，產生干涉圖樣的探測器。

炸彈的工作，另一方面，將迫使光子“選擇”通過手臂傳遞。

如果炸彈的手臂，炸彈，令人遺憾的是，被觸發。

如果光子的空臂，這將達到探測器不受阻礙地 - 但自另一側的臂部被阻塞，將不會有干涉圖案。

這種缺乏的干涉圖案會透露工作炸彈的存在，而不觸發它。

1994年，奧地利因斯布魯克大學的安東·塞林格和他的同事證明，在實際的實驗中，這種“互動”的測量是可能的。

然而，現在，岡瑟·烏爾曼在西雅圖和他的同事們在華盛頓大學的數學家可能已經拿出一個更簡單的方法來進行這樣的測量 - 科學的隱形斗篷一點點幫助。

首先表現在2006年通過與愛因斯坦的廣義相對論的一個比喻是可以理解的，隱形斗篷。

這個理論非常巨大的物體的基本面料的宇宙，時空扭曲。

以相同的方式，被稱為超材料的某些人造結構扭曲等效織物，一個虛擬的“光學空間”。

通過空間上不同的折射率，物業管理如何光伏，因為它從一種介質，超材料的光學空間扭曲。

光學空間中伸展出一個洞，可以屏蔽隱形斗篷的小物件，光，光線通過的順利，雖然對象是不存在的。

釋放一個quasmon

然而，在實踐中，並非所有的光繞過隱形斗篷 - 通常，少量洩漏，如果裡面的外衣幾乎相同的共振頻率的入射光，說Uhlmann和他的同事們，該波的能量將建立起來，形成局部的激勵。

這激發的行為就像一個粒子，而本集團已被稱為的“quasmon”。

然後，這個quasmon可能被釋放，由斗篷的共振頻率略有改變，或許可以通過一個弱磁場中的應用。

馬蒂Lassas，一個成員的烏爾曼的研究小組設在赫爾辛基大學，解釋，球隊要求的修改的隱形斗篷一個薛定諤的帽子，因為小“零件”波或波函數可以偷偷存儲，而不是像魔術師的帽子，和檢測。訣竅是，其餘的波將幾乎沒有變化。

外的薛定諤的帽子，說Lassas，波函數“老波函數乘以一個常數，[]可能是非常小的”。

在一個盒子裡的電子的例子可以看出，在薛定諤的帽子的潛力。

雖然電子的波函數傳遍了整個框，一個科學家可能能夠猜到的地方，它下降到零的位置。

然後，科學家可以定位一個薛定諤的帽子在這樣一個地方，沒有恐懼的電子“注意到”傳感器的存在，坍縮成一個確定的狀態。

如果重複多次的實驗中，科學家可能能夠繪製出的電子絕對不是 - 並在此過程中，學到一些東西，它實際上是。

有用，但很難做出伊戈爾·斯莫利亞尼諾夫，美國馬里蘭大學，學院公園，介紹了這種測量“一個有趣的建議”。

斯莫利亞尼諾夫 - 誰沒有參與這項研究的 - 說測量量子波函數沒有太多的擾動，會發現重要的應用基礎科學的許多領域，特別是量子計算。

但是，他補充說，一個薛定諤的帽子將是困難的，因為它需要在一個很窄的區域有著極大的不同屬性。

烏爾夫·倫哈德說，烏爾曼總部設在英國聖安德魯斯大學的研究小組的成員，可以使用的設備，適用於微波電路板材料。

等離子體振子的裝置 - 波金屬中的電子 - 可以由金屬和塑料環。

他認為，一個薛定諤的帽子，甚至可以開發的聲音 - 允許用戶在不打擾它的聲音竊聽。

這項工作將在即將發表的論文中描述的美國國家科學院的論文集。

關於作者

喬恩·卡特賴特是一個自由撰稿人，總部設在英國布里斯托爾，

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/jun/04/schroedingers-hat-could-spy-on-quantum-particles