作者:Howard M. Wiseman 来源:《物理评论X》 发布时间:2014/10/30 9:10:19
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量子世界产生于“多重互动”的普通世界

 

量子世界有许多奇异现象,物体能同时存在于两个地方,光既是波又是粒子。最近,澳大利亚科学家提出的一种新理论认为,这种现象是由许多“平行的”普通世界之间的相互作用产生的。相关论文发表在最近的《物理评论X》上。

“这是对以前量子解释的一个根本性转变。”澳大利亚布里斯班格里菲斯大学理论量子物理学家霍华德·怀斯曼说。

理论学家试图通过各种数学框架来解释量子行为。其中之一是美国理论学家休·埃弗雷特三世上世纪50年代提出的“多重世界”解释,即普通世界是从许多同时存在的量子世界中产生的,但这些“分支”世界是相互独立的,彼此之间不会相互影响。

据《自然》网站10月24日报道,怀斯曼小组设想的却是另一种“多重世界”,这些世界能互相“碰面”,可称之为“多重互动世界”。就每个世界而言都遵从传统的牛顿物理学,但合在一起,这些世界的相互作用就产生了量子现象,通常归入量子世界。

研究人员用数学解释了这种相互作用是怎样产生量子现象的。比如在量子世界,粒子能通过隧道效应穿过能量屏障;而在传统世界,一个小球无法自己越过高墙。怀斯曼说,按照他们的理论,当两个传统世界相互靠拢时,两边都会产生能量屏障,其中一边在另一个世界要弹回时会加速。由此前面的世界会突然连通,打破看似不可逾越的障碍,就像粒子的量子隧穿那样。

他们还描述了其他一些量子现象,也能用多重互动世界来解释。根据他们的推算,41个相互作用的世界能产生著名的“双缝实验”中所产生的量子相干,也证明了光可以表现为波或粒子。

“激励我的动机是,寻找一个令人信服的真实理论,以一种自然的方式再现量子现象。”怀斯曼说,“这一改变牵涉到许多问题,我们不能说已回答了所有问题。”比如怎样用这一新理论来解释量子纠缠,即相隔遥远的粒子之间仍存在某种关联的现象;多个世界之间要产生互动,必须有某种力的作用,这些力属于哪种?这些世界是否需要特殊的初始条件,才能产生互动?

美国密歇根大学理论物理学家查尔斯·赛本斯说,他对这种新解释感到兴奋,他自己也独立发展了类似想法,并取了一个颇为矛盾的名字叫“牛顿量子力学”。从本质上说,他和怀斯曼的观点大意相同而表述有异。“他们对一些特别现象,如基态能量和量子隧穿给出了很好分析,而我是对概率和对称性进行了更深入探讨。”赛本斯说,他也写了类似论文,将在最近的《科学理论》上发表。(来源:科技日报 常丽君)

 
 
 
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