我想能打開這篇文章的讀者都是科學愛好者了,大家對量子糾纏肯定早就耳詳能熟了,量子糾纏那魔鬼般的超距作用相比大家也所有耳聞。但是許多文章都是一筆帶過,只講量子糾纏的神奇性,而閉口不談量子糾纏產生的機制,這也導致一部分讀者對量子糾纏產生了神祕感和敬畏感!

那麼量子糾纏到底是怎麼一回事?首先可以肯定我們的宏觀世界是不會出現量子糾纏現象的。簡單來說,你平時用肉眼能看見,用手能感受到的世界裏是沒有量子糾纏的。這種現象只會出現在分子級別以下的微觀世界裏。

人們往往聽得最多的微觀粒子是電子和光子,你聽說最多的量子糾纏或許也就是電子糾纏和光子糾纏了。其實量子糾纏的尺度可以更大,甚至在分子尺度也可以出現量子糾纏現象,比如巴克明斯特富勒烯!

量子糾纏簡單來說就是,本來有個微觀粒子,這個微觀粒子被某種手段一分爲二了,於是就是產生兩個相反方向運動的粒子。就好像是一個孃胎出來的雙胞胎,即便出生以後,各自去不同的地方工作生活,他們之間依舊會產生“心靈作用”般的感應。

實驗室中最常見製備量子糾纏的方式就是衰變零自旋中性π介子,原本中性π介子衰變後會變成一個(帶負電)電子和一個正電子,電子和正電子互爲反物質!它們會朝着相反的方向運動,如果不去測量它們,那麼這個電子和正電子的共同會形成零自旋的糾纏狀態。如果觀測其中一個粒子,比如電子,那麼它們之間的糾纏態就會確定,導致電子和正電子都有了相反狀態的自旋。如果觀測電子的自旋爲下,那麼與之糾纏的正電子自旋必爲上。

其實量子糾纏很神奇,但是仔細一想就會有種“茅塞頓開”的錯覺。繼續以π介子爲例,糾纏的兩個粒子在分開以前,就是耦合在一起π介子,它不向上也不向下自旋,它的自旋爲零。同時π介子即不帶正電也不帶負電,它是電中性的。而π介子衰變成正電子和電子後,電中性被“分裂”成帶分別帶正負電的兩個糾纏粒子,零自旋“分裂”成測量後相反方向自旋的兩個糾纏粒子。

曾經有科學家提出假設,糾纏粒子依舊是同一個粒子,只不過它們處於不同的宇宙罷了。但是多世界詮釋沒有得到科學界的響應!

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