新研究探索了测量量子粒子的行为是如何将其转化为日常物体
量子世界和我们的日常世界非常不同。在本周发表在《物理评论 A》上的一篇出版物中,弗吉尼亚大学(UvA)的物理学家Jasper van Wezel和Lotte Mertens及其同事研究了测量量子粒子的行为是如何转化为日常生活中的物体。
量子力学是描述最小微观物质的理论。这个微观领域的行为与我们的日常体验截然不同,尽管我们世界中的所有物体本身都是由量子粒子构成的。这就引出了一些有趣的物理问题:为什么量子世界和宏观世界如此不同,它们之间的分界线在哪里,究竟是何种原因导致如此?
量子和经典之间的区别变得至关重要的一个特定领域是当我们使用日常物体来测量量子系统的时候。量子世界和日常世界之间如何是划分就相当于要问测量设备应该要有多“大”才能够使用我们日常世界中的显示器展示出量子特性。找出测量的细节这被称为量子测量问题,例如创建测量设备需要多少量子粒子。
随着探索量子力学的实验变得越来越先进并涉及越来越大的量子物体,它正在迅速接近纯量子行为跨越到经典测量结果的那条不可见线。在这篇文章中,弗吉尼亚大学的物理学家评估了当前试图解决量子测量问题的模型,特别是那些通过对支配所有量子行为的薛定谔方程进行轻微修改而实现的模型.
研究人员表明,这种修改原则上可以导致解决测量问题的一贯建议。然而,事实证明,创建满足玻恩定则的模型是很困难的,玻恩定则告诉我们如何使用薛定谔方程来预测测量结果。该研究还表明,只有具有足够数学复杂性的模型(如非线性和非幺正模型)才能产生玻恩定则,才有机会解决测量问题并告诉我们有关量子物理学和日常世界难以捉摸的交叉。(编译:Qtech)