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misshaohua

新虫 (初入文坛)

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专业: 粒子物理学和场论

[交流] 关于量子纠缠现象非定域性的个人猜测已有7人参与

量子纠缠现象指两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象。纠缠的粒子在空间上可能分开，如在双光子纠缠实验中，对距离超过十几千米的一个光子进行测量会立即影响另一光子，这种超光速的联系称为非定域性。爱因斯坦首先认识到这种现象，终其一生，他始终难以接受这“鬼魅的超距作用”。
  的确，两个已经分开的粒子，可以有瞬时的“心灵感应”，这绝对是对传统物理学观念的严重挑战，但仔细分析，可以看出这种超距作用是有条件的：
  1、无论是已经进行过的各种量子通信实验，还是用波函数及量子力学理论分析，这种超距作用总是发生在测量，或者说纠缠的一方与其他体系作用之时。思考这一事实，看似可以得出这种结论，即：纠缠的两粒子在与外界发生相互作用，即表现出他的实物性的同时，才会发生超距作用，换句话说，要等到波函数“塌缩”时，才有超距作用。可以想象，即使在双光子通信实验中在纠缠光子对分开后切断中间的光纤，或者在两光子间加入可以阻止一切信息传递的无限长的“屏障”，只要两光子的波函数没有发生塌缩，在之后的测量中超距现象仍将存在。
  2、超距作用发生后，粒子之间的纠缠将会消失。即之后粒子将相互独立，不再有任何联系。
  3、整个过程遵循守恒律。以双电子纠缠为例。不管实验过程、测量手段如何，两电子的自旋之和始终为0。这表明以薛定谔方程和波函数形式的量子力学对这种现象的描述是准确的、客观的。但却不是最终的。我们仍需要解释两个电子的“联系”在哪里，没有联系而作用是不可能的。
  一种可能的解释要把焦点集中到“自旋”这种微观粒子的内禀属性上来。关于自旋现象的本质，现在仍没有完整的定论。比较先进的研究显示它是一种相对论效应。由于我的水平有限，在这里，我想抛开数学证明，仅仅提供一个想法，即：可不可以有一个“自旋空间”，或者说“自旋维”，在上述实验中，两电子通过自旋空间中的一根“皮筋”相联系，当其中一电子被外界作用，发生波函数塌缩时，“皮筋”断开，另一电子获得与前一电子相反地自旋，之后两电子相互独立。
  关于真实的物理过程，很可能不是我所想像的这样简单，也不一定真正存在额外的维度使两粒子相联系，而是两粒子通过自旋这一关键而发生很复杂的作用。但我坚信，量子力学的非定域性与爱因斯坦的传统时空观的矛盾是可以解决的。这一矛盾肯定揭示着更深刻的自然规律。而这个矛盾，是物理理论前进的关键。

  另：求问南开大学理论物理专业考研量子力学的数学要到哪种水平？

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