EPR悖论首次在多粒子系统中观测到 联系了爱因斯坦的两个研究
消息来源:baojiabao.com 作者: 发布时间：2024-05-17
纠缠的粒子
爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论（EPR悖论）始于80多年前的一项思维实验，旨在反驳海森堡测不准原理。不确定性原理指出，不可能同时测量出粒子的位置和动量。根据最近的一项研究，物理学家首次在一个多粒子系统中观察到量子力学的EPR悖论。
在1935年的一篇论文中，爱因斯坦、波多尔斯基和罗森三位物理学家表示，在某种情况下，对一个粒子的位置和动量进行精确测量是可能的。他们的思维实验依赖于一对纠缠系统，即具有强烈关联属性的A-B系统。
尽管A和B系统被物理隔离，但它们的纠缠使得科学家能够利用系统A的测量值来预测系统B中粒子的位置和动量。矛盾之处在于，相对于直接测量系统B，科学家通过测量系统A来预测系统B这种方法的精确度相对较低。
提出EPR悖论的三位物理学家
近几十年来，物理学家使用光或单个原子来产生EPR悖论。但是现在，巴塞尔大学和瑞士纳米科学研究所的物理学家在一个包含数百个原子的系统中观察到了这个悖论。
在这项新研究中，物理学家利用激光把原子冷却到接近绝对零度的程度。在这种极低温的环境下，原子遵循量子力学的规律，形成玻色-爱因斯坦凝聚态，其中原子不断碰撞并纠缠在一起。
之后，物理学家测量了这种凝聚物在空间中不同部分的自旋速率。通过使用高分辨率成像技术，研究人员能够同时测量各个区域和单个原子位置之间的自旋关联。结果表明，一个区域的测量值可以用来预测另一个区域的测量值。
在多粒子系统中观测到EPR悖论
巴塞尔大学的博士生，也是该研究的第一作者Matteo Fadel表示，这两个区域的测量结果是紧密相关的，它们让我们能够证明EPR悖论。在更大的系统中观察量子物理的基本现象是很有趣的。与此同时，他们的实验也联系了爱因斯坦的两个最重要研究。物理学家认为，EPR悖论将来可以用于开发更精确的原子感测器以及电磁场成像技术等等。
目前，该研究已经发表在顶级科学期刊《科学》（Science）杂志上。
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