科学家描述“薛定谔的猫”背后的波函数

北京时间4月1日消息,据国外媒体报道,“薛定谔的猫”阐述了量子力学中长期存在的一个谜题:猫到底是活的还是死的,或者这只是我们头脑中的怪诞想法?如今,昆士兰大学的研究者在这个问题的解答上取得了重要进展。利用光子的四维状态,并对它们进行非常精确的测量,研究者排除了传统的观点——只因为不知道猫的真实状态,就将其描述为既是活的也是死的。与量子物理学中的所有东西一样,这只猫也可以用波函数来进行描述。

在量子力学中,量子系统的量子态可以用波函数(用希腊字母“ψ”表示)来描述。

昆士兰大学数学和物理学院的亚历山德罗(Alessandro Fedrizzi)博士解释道,尽管量子波函数是我们用来描述量子力学系统的核心工具,但我们对它的本质还了解得不是很透彻。“它是只表现了我们对一个系统真实状态的有限了解,还是会与这种真实状态发生直接联系?”他说,“还有,是否客观存在着这样的真实?”

几十年来,这一争论一直只停留在理论层面,直到近日,包括共同作者Cyril Branciard博士和Eric Cavalcanti博士在内的三个研究团队才进行了实验测试,对该问题进行了解答。

“这一新进展测试了对波函数的几种阐述是否能解答‘我们为什么不能肯定地说出量子状态’的问题,这个问题正是量子力学中的核心所在。”研究主要作者Martin Ringbauer说,“我们的结果显示,如果存在客观真实,那波函数就会对这个真实做出反应。”他们的研究发表在近日的《自然-物理学》(Nature Physics)杂志上。

换句话说,“薛定谔的猫”实际状态就是既是活的也是死的。随着测量手段的进一步改进,物理学家将只剩下两种对波函数的解释:或者波函数是完全真实的,或者没有什么是完全真实的。

新浪科技

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