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量子纠缠这一想法或者说概念是怎样产生的?

(2023-10-17 10:23:40)
标签:

文化

分类: 科普

上世纪初,原子物理学得到了飞速的发展,伴随产生了量子力学的理论。正是在这个时期产生了量子会发生纠缠的想法,那就导致了一个问题,当时没有实验能力观察到量子纠缠,怎么会认为有这种现象?提出的根据是什么?如果你在百度上查找,可能没有答案。

当时奥地利物理学家泡利通过对大量原子特性和行为的观测,提出了一个原理,命名为“泡利不相容原理”。“泡利不相容原理是指在费米子组成的系统中,不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态”。在原子中,一个电子的状态需要四个量子数描述,所以泡利不相容原理在原子中表现为不能有两个或两个以上的电子具有完全相同的四个量子数,或者说在轨道量子数m、l、n确定的一个原子轨道上最多可容纳两个电子,而这两个电子的自旋方向必须相反。根据泡利不相容原理,如果原子中电子的四个表征特性的量子数只有一个不同,那这两个电子就会发生纠缠。因为这两个电子中的一个与另一个唯一不同的量子数发生了变化,就会变得与另一个完全相同了。原来一个正向,一个反向,现在一个变了,必然变成和另一个一样,要么都正向,要么都反向(只能正向和反向变化)。这就违背了泡利不相容原理,一个坚持变得和另一个相同,这就"逼迫“另一个也改变,仍然变得不同,这才不违背泡利不相容原理。这就是纠缠的两个量子一个变了,另一个必须立刻改变的原因。由此可以看出量子纠缠实际上是无法进行测量的,也无法得到严格的证明。这就类似能量守恒原理,我们无法严格证明它,但是能量守恒时时处处都成立,所以我们就要承认它。量子纠缠也一样,我们没有发现有违背量子纠缠定义的现象所以只能接受它。

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