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科学松鼠会 » 走近量子纠缠(11)——阿斯派克特的实验

时间:2018-07-10 15:33来源:δ֪ 作者: 点击:

本文作者:张 天蓉

实验11。道钉

阿斯派克特1947年出生于法国西南部加龙河畔的阿让(Agen),这是一个美丽、浪漫的村庄,有葡萄酒、葡萄酒和美食。。斯派克从小就决定成为科学家。,后来变成了著名的实验物理学家。,它对BASI的实验验证作出了重要贡献。。

上世纪80年代初,斯派克去非洲已经三年了。,来到巴黎,学习物理博士学位。他没有来到巴黎繁华的夜市。。当时的法国,不仅仅是风雪的浪漫之都,它也是世界物理研究的重要中心。。来自巴黎一流大学,从世界一流科学家中脱颖而出:笛卡尔、帕斯卡、拉瓦锡、柯西、居里夫妇和女儿的女婿……闪亮名单,穗的吸引力。

在业余时间三年的社会工作在非洲喀麦隆。,阿斯派克特反复阅读了有关量子力学基础理论的书籍和论文,我们特别关注EPR悖论和贝尔不等式的应用。,这就是他从非洲回到祖国的方式。,进入巴黎大学求医的初衷。

090736qxgbqvsovbsbk7xf[铝钉],这些照片来自:】

阿斯派克特知道检验贝尔不等式的第一次实验是1972年由Clauser和Freedman在加州大学伯克利分校完成的,但是实验中有一些漏洞。,所以结果不那么令人信服。。因此,斯派克设计了一系列实验,决定首先重复和改进克劳瑟等人的工作。。其次,斯派克也有他的优越性。,这就是他的巴黎离John Baer的欧洲核不太远的地方。,你可以经常开车去欧洲核子研究中心找贝尔来讨论这个问题。。当贝尔第一次见到他的时候,当他得知自己只是一名物理学初学的学生,惊奇地表达:你一定是个很大胆的学生。!”。

科研需要勇气和勇气,伟大的成就只爱勇敢的拓荒者,他们不会关心那些落后于别人的人。。科技创新,勇气、视觉与创造力、同样的想象,太重要了。

斯派克努力工作,每个设备都需要制造和改进。。他计划做三个实验。,第一次实验,基本构思和前面克劳瑟等人的一样,但结合了Fry 和Thompson在1976实验中采用激光器作为激励光源的方法。阿斯派克特深知纠缠光源对他的实验的重要性。读者可能记得,贝尔不等式在第七节中的解释,我们在图中所画的是电子的自旋矢量。。然而,实验室中的大部分纠缠是通过光实现的。。光,这是我们日常生活中最常见的,这也是物理实验室最常见的事情。。类自旋电子,光可以有不同的偏振方向。。光的偏振(或偏振)概念,我们将体验太阳镜的使用。偏光太阳镜是由偏振光制成的。。用简单的句子,太阳镜只允许光在某个方向上振动。,这样,开车去晒太阳,它大大减少了耀眼的光线。,使司机不受强光的干扰,还能看到目标。实验室中,偏振方向用于测量和变换偏振方向。,其工作原理与太阳眼镜类似(如下图所示)。

090738zj67uoe77jojuvmo回到实验室,光的偏振和电子自旋与这个主题相似。。斯派克使用激光激发钙原子。,引起级联辐射,在相反的方向上产生一对纠缠光子。。线偏振光显示在上面的图中。,偏振光可以看成是两个线性波尔的叠加。。花园的偏振光有两个不同的旋转方向。,这可以类似于电子的自旋。,因此,以前关于自旋纠缠电子对的讨论可以应用于POLA。。

克劳瑟在十年前的实验中没有使用激光。,这也许是他最大的遗憾。。克劳瑟的一面,激光发明人,激光发明家。但我不知道为什么,他在实验中没有使用这种强大的武器。。也许是因为当时的激光不容易使用?也许是当时还没有波长合适激励钙原子的激光源?也许是克劳瑟急于求成?无论如何,历史巨人已经花了十年的时间。,阿斯派克特使用两个激光源激励钙原子产生光量子纠缠对,他的实验结果,用量子力学求贝尔不等式的偏差,误差范围高达9倍,相对于克劳瑟的误差范围的5倍,几个等级得到了改善。。

秒杀的第二次实验,这是双通道法,提高光子的利用率,减少先前实验中所谓的检测漏洞。实验也取得了巨大的成功。,最后,误差范围的40倍的偏差。,贝尔不等式的违反,再一次,它有力地证明了量子MEC的正确性。!

穗的最大贡献是在第三个实验中。,一种确定偏振器方向延迟的方法。

071413nyy70vv9xyy575b3 (1)[贝尔不等式检验的示意图]

贝尔不等式的实验验证,它的一个基本目的是验证量子力学是局部的。,还是非地域性?非局部性的含义是说,如果我们测量纠缠光子对中光子的偏振,将影响它的孪生兄弟-另一个光子的极化方向。。这种效应的发生,两个光子之间不允许通信。。换句话说,贝尔不等式表明局部条件对DEGRE的限制。或者说,逻辑能力的制约。不是吗?在现实世界中,如果一对双胞胎出生后就再也没有见过面,即使它们的基因完全相同,而是因为它们作为两个不同的个体存在。,他们在生活中有完全不同的经历。。如果在遥远的两个地方,在测试的各个方面与他们交谈,他们应该不太密切相关。。

重要的是,这对双胞胎不能秘密交流。,不能有任何共同的人参与诈骗。。否则的话,上述结论是无法成立的。,它们之间的相关性将大大增加。,给人们一种幻觉,即刻能传递心灵感应。。我们必须在实验中做到这一点。:两个纠缠的PHOT之间不可能交换信号。。穗第三实验,一种确定偏振器方向延迟的方法,只是为了保证这一点。。或者说,他以克劳瑟和其他人的实验为基础。,再加一扇门,在纠缠光子之间交换信号的可能性是完全的。。

这个建议来自约翰贝尔。。他说,如果事先安排好实验,两个偏振器的角度调谐到那里。,然后,你从容不迫地开始实验:激光对纠缠光子对的激发,一种偏向两侧设置方向的偏转镜,在两侧分别检测到两个光子。……。在整个过程中,光子不是完全有足够的时间互通消息吗?即使我们不知道它们是采取何种方法传递消息的,但总有量子纠缠的可能。

我们怎样才能排除对两个双胞胎量子纠缠的可能性呢?,我们可以解决的办法是拖延发布的时间。,最好是两个双胞胎坐在两个检查室的检查室里。,你会立即把两组题目分为两个题。。这样一来,这对双胞胎不能互相交流。,即使是最快的电话、电子邮件太晚了。他的实验采用了类似的方法。,他不预设两个偏光镜的角度。,相反,这个决定被延迟,直到双光子被释放。,即将到达偏转镜的那一刻。

当然,AHTE尖峰的想法仍然需要实验室的可行性。。他的两个偏振镜大约是来自纠缠源RES的米。。因此,当两个光子到达偏转镜的时刻,它们之间的距离约为13米。。信息传输的最快速度是光的速度。,光也需要40ns(ns是纳秒=10万万分之一秒)的时间来走完13米的路程。因此,AH Spple发明了一种基于声光效应的装置。,能使得检偏镜在每10ns的时间内旋转一次。这样,两个纠缠光子不能有足够的时间互相通知。。换言之,他们没有时间互相认识,互相倾诉。:我遇到的偏光镜在一定的方向上。,因此,你也准备好将极化调整到某个方向。……,他们来不及量子纠缠,即使他们想量子纠缠。!第三个实验原理的尖峰如下所示。:

09074446ylm4fwz6qf5g4f扫描从:贝尔定理的Spkes ChsH不等式的原始图,中间的S是纠缠光源。,我(a)、II(b)等,10ns旋转一次偏转镜。四个通道的测量数据汇总为符合性。。】

斯派克的三次实验成功了。,被视为量子力学非局域性的最终判断。后来,1998年,下一节我们要谈的是,戝玲耳和他的同事在因斯布鲁克大学完成实验。,更彻底地排除本地脆弱性。

量子力学是非局部化的,这是物理世界中普遍接受的结论。。至于这一结论是否隐藏在光速背后,,人们仍然不能确定,尽管它表面上看起来似乎是一种类似的效应,但我们并不能利用它实际地传送信息,因此,这和爱因斯坦的狭义相对论并无矛盾。当初,德布罗意物质波的相速度\(c^2/v\)它比光速快,但是只要它不携带能量和信息,这并不违背相对论。。量子力学非局域性的再认识,这并不意味着相对论被推翻了。,相反,相对论和量子理论仍是最可靠的理论角。

也许只是因为地方性、隐藏变量的尘埃等悬而未决。,有关量子纠缠研究及应用方面至今未出诺贝尔奖得主。贝尔1990岁,62岁。,脑出血意外死亡。遗憾的是,贝尔不知道,那一年,他被提名为诺贝尔奖。。

斯派克和克劳瑟,塞林格(Anton)的下一节 戝玲耳)三位实验物理学家,被提名 2011年度诺贝尔物理学奖。尽管最后,该奖项授予了研究CO理论的其他三位物理学家。。但这三位实验物理学家对量子力学理论和实验方面的贡献已经得到了学术界的公认,他们使用了一系列越来越精致的实验。,贝尔不等式的检验,因而扩展了量子纠缠态在通讯及计算机应用方面的研究。因为这些贡献,他们中的三人在2010被授予了沃尔夫物理学奖。。

090802fcyvcompzf3mmo5m[铝钉]、塞林格和克劳瑟,这些照片来自网络,】

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