最新量子实验打破光速,养卡创业思考

养卡达人 4个月前 ( 12-18 11:26 ) 0条评论
摘要: 最新量子实验打破光速,养卡创业思考1907年爱因斯坦提出一个超光速思想悖论:“想象两个人爱丽丝和鲍勃,以极高的速度分开。根据相对论,他们各自的钟表报时不同。如果爱丽丝向鲍勃发送一个...

最新量子实验打破光速,养卡创业思考

1907年爱因斯坦提出一个超光速思想悖论:“想象两个人爱丽丝和鲍勃,以极高的速度分开。根据相对论,他们各自的钟表报时不同。如果爱丽丝向鲍勃发送一个比光还快的信号,而鲍勃立即向爱丽丝发送一个超光速的回复,那么鲍勃的回复就能在爱丽丝发送初始信息之前到达她那里。

超光速的两个现象:

一、打破因果关系(结果先于原因)。比如,某人从A地点出发去往B地点。依照传统观念(低于光速运动),他应先离开A地点然后才会到达B地点。但是,若他以超光速运动,结果在他尚未离开A地点之前就已达到B地点。

二、导致时间倒流(时间向后流逝)。比如,现实世界里以低于光速运动会看见时间向前流逝(时间流向未来),但若以超光速运动则会看见时间向后倒流(时间流向过去,以超光速运动就是穿梭历史看见过去的景象)。

事实证明,超光速会造成时空逆转(时间与空间逆向运动),导致因果互换(空间移位)、时间倒流。

《自然》杂志在今年7月份报道了迄今为止最受好评的量子隧穿测量实验。其中,斯坦伯格在多伦多的研究小组使用了名为“拉莫尔钟”(Larmor clock)的方法,测量了铷原子穿过排斥激光场需要多长时间。实验表明,当粒子通过量子力学的“隧道”穿过势垒时,它们的速度应该能够比光速更快。

当波包撞上势垒时,它的一部分会反射,另一部分则隧穿通过势垒。

量子隧穿现象显示了电子等微观粒子与更大物体之间的区别。当我们把皮球扔到墙上时,它会弹回来;当球滚到山谷的底部时,它就呆在那里。然而,粒子偶尔会越过或穿过“墙壁”(势垒);它有可能“滑过大山,逃离谷底”。

隧穿现象揭示了量子的两种特性:


一、测不准原理(粒子位置具有不确定性)。在量子理论中,一个粒子具有一系列可能的位置和速度。只有在测量时,才能从这些选项中得出确定的属性。因此,在粒子撞击探测器之前,它无处不在,又处处都在。

二、能量涨落(粒子是场能涨落现象)。粒子自身状态不稳定,它的动量随时间发生变化。

最近,斯坦伯格、拉莫斯与他们在多伦多大学的同事大卫·施皮林斯(David Spierings)和伊莎贝尔·雷切科特(Isabelle Racicot)进行了一项实验。

在量子力学中,自旋是粒子的内禀性质,由此可以产生一个磁场。在测量时,自旋就像一个箭头,只能指向上或下。但在测量之前,自旋可以指向任何方向。正如爱尔兰物理学家约瑟夫·拉莫尔(Joseph Larmor)在1897年发现的那样,当粒子处于磁场之中时,自旋的角度会旋转,或称“进动”(precesses)。多伦多大学的研究小组便利用这种进动来充当所谓“拉莫尔钟”的指针。


当一个铷原子穿过一个磁势垒时,它的自旋会发生进动。物理学家通过测量这种进动,获得了该原子在势垒内部停留的时间。

研究人员使用一束激光作为势垒,并开启其中的磁场。然后,他们准备了自旋朝特定方向排列的铷原子,并让这些原子向势垒漂移。接下来,他们测量了从势垒另一侧出来的原子的自旋。测量任何单个原子的自旋总是会返回一个“上”或“下”的模糊答案。但是通过反复测量,收集到的测量结果将会揭示原子在势垒内部进动角度的平均值——以及它们通常在那里停留的时间。

研究人员报告称,铷原子在势垒内的平均时间为0.61毫秒,与20世纪80年代理论预测的拉莫尔钟时间一致。这比原子在自由空间中运动的时间还要短。因此,这些计算表明,如果势垒足够厚,加速会使原子隧穿的速度比光速还快。

然而,专家们普遍相信量子隧穿并没有真正打破因果关系,但对于为什么不会的确切原因还没有达成共识。

尾言:

假若量子隧穿超越光速真正打破因果关系,则事实证明微观时空不稳定(微观时空结构时刻在发生变化),量子行为能够导致时空逆转(量子能实现时间倒流、打破因果关系)。

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