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量子物理“幽灵行动”:揭秘神奇超距作用

爱因斯坦的名言:上帝不掷骰子
据报道,一篇关于在高能物理中不稳定系统的贝尔非定域性研究实验,来自维也纳大学的理论物理学家贝娅特丽克丝(Beatrix Hiesmayr)与她的同事所组成的研究小组提出了一种新的实验方案,使用意大利DAPHNE对撞机探索K介子-反K介子系统在粒子相关性上的表现。而这一切的起因源于爱因斯坦著名的EPR悖论。该研究小组汇集了量子信息理论专家、粒子物理学家和核物理学家。
 研究人员设计了一个实验方案,首次对著名的“贝尔量子非定域性”现象进行确定性实验。该实验的目的在于揭示量子力学预测的相关性,而以往进行的“贝尔不等式”实验中,由于仪器产生的系统误差往往导致实验结果体现不出相关性的存在。且定义范围限于高能粒子之间,并不包含普通物质和光。这些实验结果涉及到粒子物理学上所谓的“CP破坏”理论,该理论可用于解释为什么今天的宇宙中,正物质会比反物质来得多。
根据著名的爱因斯坦、玻理斯·波多斯基和纳森·罗森思想实验(EPR悖论),通俗地说,由两个粒子构成的量子系统,对其中一个粒子的测量,会干扰另一个处于遥远空间的粒子,其所产生的现象被称为非局域性效应。爱因斯坦通过该思想实验暗示了我们在对第一个粒子进行外部观测时,另一个粒子在没有直接影响的情况下,也会“得知”第一个粒子的信息并作出反应。爱因斯坦将其描述为“幽灵般的超距作用”。
在实验设置中,对其中一个粒子的测量结果显示了与另一个粒子之间存在的相关性。最初,这些相关性被科学家解释为系统隐藏的参数。然而,到了1964年,爱尔兰物理学家约翰贝尔发现所谓的隐藏参数理论暗示了某种相关性,并可以通过实验来测量,因此,其被称为“贝尔非定域性”实验。从那以后,越来越多的实验证明隐藏参数理论并不能用于解释两个相距遥远的粒子是如何建立联系的。
在本项实验中,研究人员使用了位于,意大利DAPHNE对撞机KLOE 探测器等设备,并设计了一个新的贝尔实验,考虑到高能粒子系统存在衰变,因此其也被称为K介子-反K介子系统。通过使用该系统,研究人员可确保实验的确定性,这个目标在以往的实验中从未被实现过,同时也保证了实验的可测试性。揭示量子物理中“幽灵般的超距作用”的K介子-反K介子对能使我们对粒子相关性的理解产生根本性的影响,最终发现在粒子物理中的对称性与粒子相关性之间是否存在联系。

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