科学家终于证明量子系统也存在“回归”效应

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北京时间3月9日消息,据国外媒体报道,物理学中有 也不五种惊人的问題图片:可能性对也不复杂性系统放任不管,该系统总能以近乎完美的精确度回归初始请况。相似,容器中的氯化氯化氢氢气体分子人太好会四处运动,但在一定时间也不,总能回到原处,和也不刚结束了了了时几乎一模一样。该理论名为“庞加莱回归定理”,是现代混沌理论的基础。数十年来,科学家无缘无故在研究怎样才能将该理论应用于量子物理。而维也纳大学的研究人员近日成功在一套多粒子量子系统中证实了五种“庞加莱回归”问題图片。研究结果已在《科学》期刊上发表。

旧题重审

19世纪末,法国科学家亨利·庞加莱(Henri Poincaré)曾对无法进行精确分析的系统展开研究。相似中有 众多行星和小行星的太阳系,可能性不断相撞的氯化氯化氢氢气体分子等。结果他吃惊地发现,也不五种请况在物理上可能性处在,那些系统总能在某一时刻达到那些请况,或大概十分接近那些请况。也不大家 等得够久,所有行星总能碰巧排成第一根直线,容器中的氯化氯化氢氢气体分子也总能形成有趣的排列规律,可能性回归实验的初始请况。

量子系统也处在相似理论,但规则全然不同。“针对量子物理,大家 能助 提出五种全新的避免措施。”维也纳大学原子与亚原子物理研究所的约格·施密德梅尔教授(Professor J?rg Schmiedmayer)表示,“可能性也不 基础意味,由众多粒子构成的大型量子系统的请况永远无法得到精确测量。不仅这麼,大家 还这麼将那些粒子视作各人独立的物体,而要将量子纠缠考虑在内。”

科学家曾屡次尝试在量子系统中演示“庞加莱回归”效应。但到目前为止,这麼当粒子数量很少时能助 取得成功,可能性唯有这麼能助 对其请况进行精确测量。这人过程极为复杂性,且随着粒子数量增加,系统回归初始请况所需的时间也会大大延长。不过,施密德梅尔的团队采用了另五种策略:“大家 对系统组织组织结构的整体请况不感兴趣,反正可能性性进行测量。”论文的第一作者伯恩纳德·劳尔(Bernhard Rauer)指出,“相反,大家 想问的是:那些物理量是大家 能助 观察、也不 能帮助大家 了解系统的整体请况的?那些物理量与非 会在某一时刻回归初始值?”

该团队研究了五种中有 数千个原子的超低温氯化氯化氢氢气体,用芯片上的电磁场使其固定不动。“有几种物理量还里能助 描述该量子氯化氯化氢氢气体的社会形态,比如氯化氯化氢氢气体的相干长度、以及空间中不同位置之间的相关函数等。借助那些参数,大家 便可得知那些粒子在量子力学效应下相互联结的紧密程度。”负责该项目理论计算的塞巴斯蒂安·厄尼(Sebastian Erne)解释道,“大家 这麼用直觉避免那些整体性物理量,但对量子系统而言,这是不可或缺的。”

整体性物理量处在回归效应

那些物理量描述的并与非 单个粒子,也不系统整体。通过测量那些物理量,研究人员终于观测到了望眼欲穿的回归问題图片。不仅这麼,“借助原子芯片,大家 还能影响系统回归到某一特定请况的时间。”施密德梅尔表示,“通过测量此类回归效应,大家 得以充分了解原子的整体动态,如声音在那些氯化氯化氢氢气体中的传播速率单位和密度波的散射问題图片等。”

量子系统与非 处在回归效应?这人问題图片由来已久,如今终于有了肯定回答。但“回归”的概念定义或许要稍作修改。既然大家 无法测量系统组织组织结构的完整性量子请况,不妨将注意力上放能助 通过量子实验进行测量的物理量上。那些物理量能助 为大家 所观察,既能累积初始值,最终还能回归初始请况。