根号2约等于几 根号二约等于( 二 )


2022年10月4日 , 瑞典斯德哥尔摩 , 瑞典皇家科学院宣布诺贝尔物理学奖得主 。图/IC图
证明爱因斯坦是错的?
量子力学作为一种新理论 , 在上个世纪与其他理论有过长期的对抗 , 伟大的物理学家爱因斯坦曾经质疑过这种理论的合理性 。
据北京理工大学物理学院量子技术研究中心教授尹介绍 , 1935年 , 爱因斯坦、波多斯基和罗森提出一个佯谬 , 指出要么量子理论不完备 , 要么量子力学会导致超光速作用 , 这与定域性相反 。这叫EPR悖论 , 因为三个名字的首字母分别是E , P , R 。
根据量子理论 , 微观粒子可以处于量子叠加态 。比如电子自旋有两种状态 , 向上和向下 , 这两种自旋状态可以是任意叠加态 。如果有两个电子 , 这两个电子有四种可能的自旋状态:上 , 下 , 上 , 下 , 下 。他们做好了互相纠缠的准备 , 自旋同时上下 。当测量到一个电子的自旋是向上(向下)的时候 , 另一个电子的自旋态就坍缩到向上(向下)的状态 , 不管这些电子相距多远 。这种坍缩是瞬间的 , 传播速度超过光速 。最新实验表明 , 这种超距离交互的传输速度至少是光速的一万倍 。
“就像地球上一个电子 , 月球上一个电子 。虽然两者之间的距离很远 , 但是如果向上测量地球电子的自旋 , 我们就可以知道月球上电子的自旋也是向上的 。”清华大学物理系教授、北京量子信息科学研究院副院长龙桂鲁对新京报采访人员表示 , 在爱因斯坦看来 , 这种超距离的相互作用是不可思议的 。“现在看来 , 纠缠是量子力学系统特有的一种状态 , 而经典物理中并不存在这种状态 。”
据尹介绍 , 作为爱因斯坦思想的继承者 , 1952年玻姆在标准量子论中加入了经典的“隐变量” , 使之成为完全决定性的理论 。
所以 , 长期以来 , 问题的关键是弄清楚这种关联是否是因为纠缠对中的粒子含有隐变量 , 从而“预示”它们在实验中的表现 。20世纪60年代 , 约翰·斯图尔特·贝尔提出了贝尔不等式 , 即如果存在隐变量 , 大量测量结果之间的相关性永远不会大于2 。但量子力学预言 , 某种实验会违反贝尔不等式 , 最大值可达根号2的2倍(约等于2.848) 。一旦实验测量结果大于2 , 就说明局部隐变量理论是错误的 。贝尔不等式的诞生 , 宣告了量子理论的局部争议 , 从带有哲学色彩的纯理论思辨 , 到可以被实验证伪的科学理论 。
此后 , 这一届诺贝尔物理学奖有三个人进行了验证贝尔不等式的实验 。
1972年 , 约翰·弗朗西斯·克劳斯等人完成了第一个贝尔定理实验 。由于局域化缺陷 , 即纠缠粒子之间的距离太小 , 无法解释纠缠的非局域性 , 所以结果不具有说服力 。1982年 , 贝尔不等式被艾伦·阿斯佩等人验证 , 量子理论获胜 。但是这些实验还是有漏洞的 。1998年 , Anton Czeilinger等人在奥地利因斯布鲁克大学完成了贝尔定理实验 , 彻底消除了本地化漏洞 。然而 , 实验中使用的单光子探测器的效率并不高 , 不足以消除测量带来的漏洞 。
科学家们一直在努力完成不违背贝尔不等式的实验 。