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科学探索

超导电路的贝尔不等式违反进一步反驳了爱因斯坦的局域性观念

科学探索万象经验2023-05-11

量子物理是一门研究微观世界的科学,它揭示了原子、分子、光子等基本粒子的性质和行为。量子物理与我们日常经验的物理规律有很大的不同,它具有一些令人惊讶甚至难以理解的特征,如叠加、纠缠和非局域性。

叠加是指一个量子系统可以同时处于两种或多种状态的叠加,例如一个电子可以同时旋转向上和向下。这种叠加状态只有在测量之前才存在,一旦测量,量子系统就会坍缩到其中一个确定的状态。

纠缠是指两个或多个量子系统之间存在一种特殊的联系,使得它们的状态相互依赖。例如,两个电子可以纠缠在一起,使得它们的旋转方向总是相反的。这种纠缠状态不会因为量子系统之间的距离而改变,即使它们相隔很远。

非局域性是指两个空间分离的纠缠系统之间存在一种不能用局域因果性原理解释的联系。局域因果性原理是指一个事件的原因必须在它的邻域内找到,即没有超过光速的信号传递。然而,在量子物理中,两个空间分离的纠缠系统之间似乎可以瞬时地影响彼此,即使没有任何物质或能量在它们之间传递。

贝尔测试是一种检验量子物理是否遵循局域因果性原理的实验。贝尔测试的思想最早由物理学家约翰·斯图尔特·贝尔在1964年提出,他证明了存在一种数学不等式,叫做贝尔不等式,如果满足局域因果性原理的理论成立,那么这个不等式就不会被违反。然而,在量子物理中,如果两个空间分离的纠缠系统之间存在非局域性相关性,那么这个不等式就会被违反。