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Friday, December 2, 2022

共享物理诺奖的三人 用实验证明“爱因斯坦错了”

【侨网综合讯】今年诺贝尔物理学奖“花落”量子力学。瑞典皇家科学院4日宣布,将2022年诺贝尔物理学奖授予法国科学家阿兰·阿斯佩、美国科学家约翰·克劳泽和奥地利科学家安东·蔡林格。量子力学作为一个新兴理论在上个世纪与其他理论之间有着长期的“交锋”,爱因斯坦曾一度质疑这一理论的合理性。这次共享物理诺奖的三人曾用实验反驳了爱因斯坦的质疑。

量子力学主要研究微观事物,与相对论一同被认为是现代物理学的两大基本支柱。量子纠缠则是量子力学中的一个概念,指通过某种方式制备出来的两个或多个粒子之间有一种“超距作用”,无论相距多远都会互相关联。量子力学认为,在有人进行观测之前,处于纠缠态的粒子并无固定形态,但一旦其中一个粒子被观测到,与之关联的其他粒子会自动呈现出对应特征。

爱因斯坦曾不相信存在“鬼魅般的超距作用”,认为量子力学对客观世界的描述不完备,或许粒子带有某种隐藏变量。量子力学另一个创始人波尔则认为这种奇异现象是存在的。1964年,北爱尔兰物理学家贝尔提出“贝尔不等式”,指出若存在隐藏变量,则大量实验结果得出的相关性数据不会超过某个数值;若量子力学是正确的,那么就将有实验证明这个不等式不成立。

今年的获奖者们,探索了这些纠缠的量子态。

克劳泽率先进行实验,测量被发射到不同方向的一对纠缠态粒子的极化情况。他于1972年发表的实验结果表明贝尔不等式可以被违反。克劳泽回忆说,自己最初其实支持爱因斯坦的观点,但“遗憾的是,我错了,爱因斯坦错了,波尔才是对的”。阿斯佩则进一步填补了克劳泽实验中的重要漏洞。

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