| laserused | 2016-03-22 14:56 |
时光可以倒流？澳大利亚科学家通过激光实验证明 英国伦敦圣潘克拉斯国际火车站的时钟。 研究团队成员安德鲁-特鲁斯特科特教授和罗曼-卡基莫夫博士利用激光改进“双缝实验”。他们发射高速氦原子，让其穿过第一道激光光栅，并测量如果第二道光栅出现的话，氦原子状态是否发生变化。  在标准的“双缝实验”中，光子穿过单一狭缝时，其行为呈现粒子特征（上图）；当第二条狭缝引入时，它就会产生干涉光带，这是光子以波的形式前进的典型现象（下图）。 据国外媒体报道，在现代物理学中，有一条核心原则，那就是光线只能以一种方向前进，即只能是过去影响着未来，而未来不可能影响过去。但是，澳大利亚国立大学科学家近日通过实验发现，在量子能级，这一核心原则可能会不起作用。研究人员认为，这意味着未来的事件可以影响已经发生过的事件，即时光可以前进，也可以倒流。 澳大利亚国立大学研究团队对量子力学中粒子的奇怪行为进行了深入研究。在量子世界，一个移动的物体可能同时以两种状态存在，即粒子和波。但是，我们不可能同时看到两种状态下的它们。这是因为当科学家试图观测可见光子或快速移动的原子时，它们或以粒子、或以波的形式出现。 不过，在研究团队最近实施的实验中，科学家们发现了一种奇怪的现象。当他们试图观测一个原子以确定他们看到的究竟是以波的形式存在还是以粒子的形式存在时，奇观的现象发生了。研究团队负责人、澳大利亚国立大学物理学家安德鲁-特鲁斯特科特介绍说，“在量子能级，如果你没有在看它，实体并不存在。这些原子并没有从A处移到B处。只有在旅程结束对它们进行观测时，它们的波状或粒子状行为才会出现。” 科学家们的研究成果发表于《自然物理学》期刊之上。他们的实验是建立于著名量子物理学家约翰-惠勒于1978年提出的理论思想之上，即“延迟选择思想实验”。“延迟选择思想实验”其实是“双缝实验”的改进版，即光线穿过幕墙上的狭缝。当一束光线穿过一条狭缝照射到后面的墙壁上时，光子似乎显现出粒子行为。当引入第二条狭缝时，就会显现出干涉光带，光子似乎又呈现波动性质。约翰-惠勒建议在第一面幕墙后面增加第二面带有狭缝的幕墙，目的是想看一看光线穿过两个幕墙时状态是否能够保持稳定。但是，到目前为止，这项实验似乎不太可能完成。 澳大利亚国立大学研究团队对约翰-惠勒的思想稍加改动，让实验成为可能。他们没有利用光子，而是采用氦原子，让其穿过由激光束形成的光栅，而不是穿过物理幕墙。这样，当高速飞行的原子穿过第二道关时，研究人员就可以精准地观测到它究竟发生了什么。研究人员发现，如果没有第二道光栅，原子就沿着一条单一线路前进，行为与粒子一样。但当两道光栅都存在时，原子就会沿多条线路前进，有些像波的行为方式。 在第二道光栅引入之前，研究人员对氦原子穿越第一道光栅的线路进行了测量。实验发现，尚未引入但有可能引入的第二道光栅对粒子的状态产生了影响。安德鲁解释说，“这表明，如果氦原子真的沿着一条特定的路线，接下来未来的测量结果就会影响原子的线路。”研究人员认为，这表明未来事件正在影响着原子的过去。 |
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