“量子柴郡猫”有了首个实验证据—资讯—科学
时间:2017-12-07

  “量子柴郡猫”有第一个实验证据 - 新闻 - 科学网

  科技日报(记者昌黎军)薛定谔猫在量子力学方面已经广为人知,量子柴郡猫的概念还比较新。柴郡猫是科幻小说“爱丽丝梦游仙境”中的一只带着笑容的猫:它消失了,但微笑。将一个对象与其属性分开吗?奥地利维也纳技术大学领导的一项国际研究试验表明,中子能量及其自旋分别位于不同的位置,并且量子世界中物体与其特性的分离是可能的。

  在法国格勒诺布尔的ILL中子源上进行了实验,表明中子的行程与其磁矩路径不同。

  中子是不带电荷的,但是由于中子自旋,有一个磁矩和一个磁场方向可以受到外部磁场的影响。根据量子力学,粒子可以同时处于不同的物理状态。例如,一束中子可以被分成两束硅晶体,每一束都不需要选择他们想要的方式,他们可以同时采取两条路径。这种称为中子干涉的实验技术是研究量子力学的理想工具。维也纳科技大学的Hasegawa Yusu教授说。据北京时间7月30日的“每日科学”网站报道,在实验中,中子束首先被中子干涉仪分裂成两部分,然后两束中子束的自旋转向不同的方向:光束的自旋方向与自身轨迹的方向相同,中子束的自旋方向相反。两个中子重新结合后,只选择自旋方向与自身运动方向相同的中子,而忽略其他中子。这被称为选择后。维也纳技术大学的赫尔曼·古佩特(Hermann Guppert)表示,中子束包含两个自旋方向,但我们只分析一个方向。

  为了看这种技术是否将粒子与粒子本身分离开来,长谷川佑司与科学院国家科学研究所,查普曼大学和劳伦 - 兰森研究所共同开发了一个新的量子实验。

  我们首先让中子在一个特定的初始状态,然后选择另一个状态,我们可以在干涉仪中检测两条路径。维也纳科技大学的Tobias Dankemere说,在其中一条路径上,粒子本身就与我们的测试设备相连,而另一条路径则表明它对磁自旋耦合的敏感性。系统的行为就像粒子本身在空间上与其属性分离一样。

  研究人员指出,这种违反直觉的效应对于基于量子干涉的高精度检测非常重要。维也纳技术大学的斯蒂芬·伯纳(Stephan Berner)认为,当量子系统有一个属性需要检测,而另一个属性会给系统增加干扰时,可以使用这个量子柴郡猫将两者分开,并可能将干扰降低到最小。

  量子柴郡猫的概念首先由美国查普曼大学教授杰夫·托洛克森和雅克·阿克罗诺夫共同发起,并发表去年的实验提案。目前的测试是这一现象的第一个实验证据。

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