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“你在或不在我就在这里”——中国科学家巧设实验诠释量子力学波

归档日期:06-20       文本归类:二分插入      文章编辑:爱尚语录

  长方形马赫曾德干涉仪里,左下角有半透半反分束器,左上角、右下角分别有全反射镜,右上角根据需要放置或者不放置第二个分束器,右上角的右侧和上边各放一个单光子探测器。路径1在左下角分束器反射,沿着左边,在左上角反射到右上角;路径2透过左下角分束器,沿底边经右下角反射到达右上角。在干涉实验中,不管第二分束器在还是不在,单光子总是同时在两个路径上通过。“相遇延迟选择实验”让这两条路上的波函数相遇后再决定是否插入第二个分束器,结果支持了这种实在解释。

  “波函数经过第一个分束器后分成了两部分,像一条大贪吃蛇变成两条小贪吃蛇一样,分别从路径1和路径2通过。如果没有第二个分束器,则它们相遇时‘不理不睬’,各自到达两个探测器,各有一半的概率被探测到。当它们在右上角相遇,一半已经通过干涉仪时插入分束器,将两束波函数‘齐腰截断’,此时插入前已经通过的那部分波函数依然‘不理不睬’,各自到达两个探测器。但余下的波函数在分束器中发生了干涉并‘不舍不弃’,全部到达右边探测器。如果多次重复实验,两个探测器探测到光子的个数分别是总数的1/4和3/4。”龙桂鲁说。

  “延迟选择实验”是爱因斯坦的同事约翰·惠勒在1979年在纪念爱因斯坦诞辰100周年的讨论会上提出的。实验中,惠勒让单光子先通过左下角的分束器后,再决定是否放入第二个分束器,一旦单光子选择了走一条道路,即使第二个分束器在,也不会发生干涉。实验情况是,不管后来决定还是之前决定是否放置第二个分束器,结果完全一样:放入则光子选择同时走两条道路,不放入则光子选择只走一条道路。单光子就像有预知的精灵,会根据第二个分束器是否存在来选择所走的道路是一条还是两条!惠勒认为,后发生的是否放入第二个分束器的事件影响了先发生的单光子选择路线的事件,微观世界不再遵守因果规律了!

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