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这个量子物理学的突破可能是时间旅行的起源故事

科技 2020-01-02 20:51:19

一个国际研究小组最近将整个分子置于量子叠加状态。这一巨大的突破代表了在这样一个国家中观察到的最大的物体-本质上同时占据了两个地方。也许正是尤里卡时刻决定了我们物种的未来技术。

量子物理学与基于信仰的科学研究领域一样接近。这不是我们的错,宇宙是无限和复杂的,我们在这里呆了相对较短的时间。这是可以原谅的,我们仍然不理解所有的规则,而不是一个蓝图,我们被迫提出理论来解释我们不知道的事情。


直到最近,我们还不知道上个世纪在量子物理领域的价值是否会真正转化为经典世界。叠加是量子力学的基本概念之一..本质上,这个想法涉及一个对象同时处于多个不同的“安排”或配置中。例如,如果某物可能是古典世界中的“这里”或“那里”,那么它既是量子世界中的“这里”,也是量子世界中的“那里”。

当物理学家马库斯·阿恩特和一个国际研究团队在量子叠加状态下观察到一个完整的分子时,他们很可能成为第一批见证量子世界和经典世界之间和解的证据的人类。或者,至少,他们已经记录了什么似乎是最有力的证据,为他们之间的桥梁。

我们看到的和经历的并不总是与量子世界中应该发生的事情发生冲突。你见过两个地方同时种树吗??这并不是说他们用眼睛“看到”叠加,而是通过测量来观察量子态。

根据Arndt的说法,这是一个突破,在更大的范围内,会使头脑陷入困境。他告诉大众力学:

我们所做的实验表明,非常复杂的事情可以在你永远不会相信的状态下准备,如果你看到他们的台球,一个人,或一辆汽车。但为什么自然界要在小规模上有所不同呢?量子物理在宏观尺度上是不是不成立??

这是否意味着总有一天我们将能够将体育设备、人员和车辆放入量子状态?也许吧。科学家们正在寻找一个难以叠加的极限。但这意味着什么呢?

其中一个理论基于显然是遥远的未来技术,涉及利用量子力学的力量将巨大的天体——比如行星和恒星——放置到叠加状态。从理论上讲,这将允许任何人在iPhone上使用“将巨大的东西放入叠加”应用程序(你也不知道他们将如何操作这些东西),通过重力波的精确扭曲来操纵时空。

这实际上是时间旅行,让人类在穿越宇宙的过程中,相对而言很少考虑时间的流逝——至少是在小范围内,甚至可能在未来到达而没有变老。

不过,这有点超前了。Arndt和他的同事不仅仅是从稀薄的空气中抓取一个分子,然后强迫它叠加起来。他们创造了一个由多达2000个原子和一个特殊干涉仪组成的合成分子,只是为了为他们的观察创造完美的条件。在我们处于台球或行星大小的量子实验状态之前,这可能需要一两年的时间。

但是,根据研究小组的研究报告,我们有一个未来的路线图:

随着生物分子和金属团簇的光束源、将粒子冷却到80K以下的技术以及精细的光栅和成像技术的进步,我们的实验是可扩展的,并将推动物质波干扰和宏观测试再一个数量级。


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