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葫芦科普 3个月前 (09-25) 阅读数 840 #科技
在世界上最大的原子对撞机上,物理学家首次观察到两个夸克处于量子纠缠状态。这一发现被认为是非常了不起的,为对这个迷人现象的新调查铺平了道路。

在日内瓦附近的欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上,物理学家们取得了一项令人振奋的发现。他们首次成功观察到两个夸克——最基本的亚原子粒子之一——处于量子纠缠状态。这种量子纠缠现象,是在迄今为止最高能量下首次被探测到。“最高能量”通常指的是在特定实验或观测条件下,粒子或辐射所能达到的最大能量水平。人类现在获取新粒子的方法,主要就是采用粒子碰撞的方案,也就是将粒子加速到接近光速后发生碰撞,根据爱因斯坦的质能方程,相同质量的物体,速度越快,其能量越大,粒子也是同理

这一发现不仅验证了量子力学的奇妙特性,也为未来进一步研究这一神秘现象开辟了新的可能性。通过对这种量子纠缠状态的深入探索,科学家们希望能够揭开宇宙最基本结构的更多谜团。

这一观测是在CERN的大型强子对撞机(LHC)上进行的,揭示了顶夸克——最重的基本粒子——与其反物质对应物在迄今为止最高能量的纠缠状态中量子连接。研究人员于9月18日在《自然》杂志上发表了他们的发现。

ATLAS实验(环形强子对撞机装置)是LHC上最大的探测器,它能够识别出粒子束以接近光速相互碰撞后产生的微小亚原子粒子。"虽然粒子物理学深深植根于量子力学,但在新的粒子系统中观察到量子纠缠,并且能量比以往可能的要高得多,这是非常了不起的,"ATLAS实验的发言人安德烈亚斯·霍克在电子邮件声明中说。

这一发现打开了一扇全新的研究大门。纠缠的粒子具有相互连接的属性,因此对其中一个的改变会瞬间导致另一个的改变,即使它们相隔很远的距离。这种"远距离的鬼魅作用"曾经被爱因斯坦所质疑,但后来的实验证明了这种奇异的、违反局域性效应确实是真实存在的。

量子纠缠现象是量子物理中最神奇的概念之一。1935年,爱因斯坦、波多尔斯基和罗森(EPR)提出了一个著名的悖论,质疑这种"鬼魅作用"是否真实存在。他们认为,如果两个粒子真的能够瞬间影响彼此,那就意味着存在超光速的信息传递,这违背了相对论的基本原理。然而,1964年,物理学家约翰·贝尔提出了一个著名的理论,也被称为贝尔不等式,证明了量子纠缠确实是真实存在的。此后的许多实验也进一步验证了这一理论。

量子纠缠在量子计算、量子通信等领域有着广泛的应用前景。例如,量子计算机就利用量子纠缠来进行高效的信息处理。而量子加密技术则利用光子的纠缠状态来实现安全通信。科学家们正在努力探索量子纠缠在各个领域的更多应用可能性。

然而,纠缠的许多方面仍然未被探索,夸克之间的纠缠就是其中之一。这是因为这些亚原子粒子不能单独存在,而是融合在一起形成各种被称为强子的粒子"配方"。当单个夸克从强子中被撕裂出来时,用于提取它们的能量使它们立即变得不稳定,并在称为强子化的过程中分解成较小粒子的分支喷射。

这意味着要观察顶夸克和反夸克的纠缠,科学家们必须从数十亿其他粒子中挑选出它们分解成的独特粒子。特别是,他们寻找了只有在纠缠粒子之间才会出现的特定角度发射的粒子。通过测量这些角度并校正可能改变它们的实验效应,团队观察到顶夸克之间的纠缠具有足够大的统计显著性,被认为是真实的。

这项发现让科学家们非常兴奋,因为它不仅证实了夸克也能进入量子纠缠状态,而且这种纠缠发生在前所未有的高能量水平上。这为进一步探索量子纠缠现象,以及推进粒子物理学的标准模型开辟了新的可能性。通过研究这种高能量下的量子纠缠,科学家们希望能够发现新的物理规律,甚至寻找到标准模型之外的新物理理论。

"通过在新的粒子系统中测量纠缠和其他量子概念,并在以前无法达到的能量范围内进行,我们可以以新的方式测试粒子物理学的标准模型,并寻找可能存在于其之外的新物理迹象,"CMS实验的发言人帕特里夏·麦克布赖德在声明中说。随着LHC的数据样本不断增加,科学家们将有机会进一步探索这一令人兴奋的发现,为我们揭示更多关于宇宙最基本结构的奥秘。

评论列表
  •   戴生  发布于 2024-10-12 07:27:13  回复该评论
    花了哪么多资源总是要搞出来一些似是与非的所谓的成果出来的!
  •   用户17xxx79  发布于 2024-11-04 07:51:53  回复该评论
    想知道一对处于纠缠状态的夸克是用什么神奇的办法识别出来的?而且是在如此之高的能量作用下?
  •   用户10xxx30  发布于 2024-11-16 07:43:37  回复该评论
    可否这样认为,所谓的各种力都是量子纠缠的宏观的具体体现?
  •   用户17xxx79  发布于 2024-11-04 07:44:59  回复该评论
    [笑着哭]你说的这些让我耳目一新,真想亲手做实验证实。
  •   戴生  发布于 2024-10-12 07:26:13  回复该评论
    光的本质属性就是电磁波!没有粒子性!用光的电磁感应原理能完美地解释光电效应实验。根据本人用光波的电磁感应原理解释光电效应实验可以推导出用偏振光做光电效应实验会对逸出电子方向产生影响,逸出电子的方向与入射光波包的切线方向相同,而实验证明推论完全正确!光的电磁感应原理导论1:光的波包的磁通变化率与光的频率成正比,所以光的波泡对电子的感应能力与光的频率成正比!与实验结果相符。而光子论的假设是无法解释逸出电子方向与入射光方向无关的实验事实,而且逸出电子方向可以与入射光方向相反,爱因斯坦的光子论假设是光子撞击电子产生光电效应的,按此推论逸出电子方向应该与入射光同向,而实验事实却是与入射光方向无关反而与偏振光的偏振方向有关。所有实验证明用光波包电磁感应原理解释光电效应实验才是正确的光子论是错误的,波粒两象性更是谎谬!所谓的电子双缝干涉实验我认为是电子撞击双缝产生的衍生物,我们可以用不同材质的金属材料来做双缝中间隔栅两侧也用不同的金属看还能不能产生双缝干涉现象就知道。最简单的原因光的双缝干涉实验是不怕观察的,为什么电子双缝干涉怕观察?那是因为光的双缝干涉是真正的双缝干涉电子双缝干涉是假的双缝干涉。

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