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如何在黑暗中看不见

如何在黑暗中看不见

作者:闾搀  时间:2017-06-08 06:03:16  人气:

安德鲁·沃森(Andrew Watson)是否有可能在不看它或触摸它的情况下测量某些东西常识说不,但它很少适用于量子物理世界奥地利和美国的科学家们已经研究出如何使用单个光子来测量原子的能量状态 - 而不是让两者接触(Physical Review Letters,vol 54,p 4763)在处理相对较大物体的经典物理中,可以忽略在进行测量时引起的微小干扰但是在量子尺度上,仅仅进行测量的行为会改变被观察系统的行为因在加利福尼亚州斯坦福大学的Mark Kasevich工作的因斯布鲁克大学的Paul Kwiat和他的同事们现在已经想出了这个问题的解决方案,这个问题依赖于光子可以表现为粒子或波浪的事实他们的系统使用夹在两个镜子之间的部分反射器反射器可以通过微量光线,像普通镜子一样反射回来如果单个光子射入设备,接下来发生的事情取决于光子是表现为粒子还是波,而波依赖于光子吸收物体是否位于部分反射器的另一侧(见图)如果光子表现为波浪,它会在到达部分反射器时分裂:大部分将反弹回来,但是一小部分将通过设备的上部当光波的反射部分在下镜和部分反射器之间来回反弹时,其中越来越多的光将在部分反射器上方结束然而,将光子探测器引入设备的上半部分会在工作中抛出量子扳手探测器通过吸收单个光子来工作,因此必须检测整个光子或根本不检测光子量子理论认为,仅仅探测器的存在将迫使光子像粒子一样运转,这意味着它不能分裂,必须通过部分反射器或反弹因为部分反射器允许非常少的光通过,所以每次撞击部分反射器时,颗粒形式的整个光子几乎肯定会反弹,因此将保留在装置的下半部分中 Kwiat和他的同事说应该可以用一个原子替换探测器,然后确定原子的能量状态这次,光子将被给予恰好的能量,以将原子从其基态激发到更高的能量状态如果原子已经被激发,它的存在将不会影响光子的波特性,然后光子可以逐渐迁移到部分反射器上但是如果原子处于基态,准备吸收整个光子,它的存在将迫使光子表现为粒子并且因为整个光子穿过部分反射器的可能性非常小,所以光子几乎肯定会留在设备的下半部分因此,如果光子迁移到仪器的上半部分,原子几乎肯定已经被激发了如果光子停留在下半部分,则原子处于基态在这两种情况下,光子和原子都不会相互作用,测量原子的能量状态也不会改变它的能量研究人员说,原则上他们的系统可能是在过去半个世纪的任何时候发明的 “我们不会调用任何已知的东西,