英媒称,科学家认为,薛定谔的猫或许并非只有生死两种可能,它还可以从危险边缘被救回。这些科学家说,他们发现了一度被认为瞬间完成、不可预测的量子跃迁拥有预警信号。
中文报道:
科学家发现「量子跃迁」有预警信号:薛定谔的猫「有救了」_《参考消息》官方网站?www.cankaoxiaoxi.comNature 原文:
https://www.nature.com/articles/s41586-019-1287-z?www.nature.com
20190613更:看了很多的评论,还有一些相关的知乎问题,好像很多人觉得这个工作证伪了量子力学的随机性(概率解释)or不连续性,甚至认为量子力学被推翻了。。。我觉得实在是有必要澄清一下。这个工作本身没有推翻任何现有的量子力学理论!实验的所有结论都与理论学家用现有的量子力学理论预测预相符!我不知道是哪家媒体的报道出现了偏差。。他们是要负责任的。。
解释一下量子力学的随机性和不连续性:比如我们考虑电子可以占据GD这两个分立的能级,能量分别是EG和ED,如果电子处在叠加态,那么如果我们测电子能量,单次测量的结果只可能是EG或者ED(不连续),单次实验测出来是哪个是随机的(随机性)。
量子跃迁是指,在光场中,原子的电子可以吸收或者放出一个光子能量在GD两个能级间跃迁(G-&>D或者D-&>G),这篇文章的结论是:量子跃迁这一过程发生的时间虽然是随机的,但是发生前有预兆,而且跃迁过程连续。这跟测量都没关系啊!咋就被理解成推翻了量子力学的随机性和不连续性。。。
文章第三幅图的Z_GD展示的就是测量到电子在G态或者D态的概率(Z越小测到G的概率越大),作者明确说了,单次实验只能测出来电子在G或者D,那条线是做了680万次实验平均下来的结果,所以才是连续的。为什么要画概率?因为每一次测得的结果是随机的啊!概率的变化是连续的,不代表每次实验的结果也是连续的啊!
20190611更:拖延症晚期的我终于把文章逆转量子跃迁那部分补上了。。。
评论区很多知友反应看不懂。。。确实写的有点太晦涩了。。简单的科普可以看题主引的那个报道,里面是用薛定谔的猫来讲这个事情,或许更生动形象好理解。不过那个报道对物理原理和实验方法说的不太多,希望这个回答可以帮助大家理解。
耶鲁大学两位超导量子计算大佬又搞了个大新闻啊!
这个工作是说,通过对量子态的测量可以预测量子跃迁的发生。由于这种预警信号的存在,他们还可以主动对体系进行操控,把进行到一半的量子跃迁拉回来。
在量子力学建立之前,波尔用他的三个假设解释了氢原子光谱,这就是著名的波尔模型,波尔模型现在还出现在很多量子力学或者原子物理的教科书里。波尔模型有三个基本假设:定态假设(原子中的电子可以在一系列轨道上稳定运动)、角动量量子化假设(这些轨道的角动量是普朗克常数的整数倍)和跃迁假设(原子可以通过吸收或者放出能量在这些轨道上跳来跳去)。
当人在不停地观测原子的状态时(强测量),这种跃迁发生的时间是随机的。但这并不代表我们不能预测量子跃迁的发生。这篇文章就是利用实时测量结果的一些特征预测跃迁,并且扭转跃迁。
下面讲讲这个实验具体怎么做的吧