北京时间10月4日17时45分,诺贝尔奖委员会公布了2022年物理学奖获得者:阿兰·阿斯佩、约翰·克劳泽和安东·塞林格,以表彰他们在“纠缠光子实验、确立对贝尔不等式的违反和开创性的量子信息科学”方面的成就。
贝尔不等式就是为了证明量子力学公式中是否存在隐藏变量?这一不等式的核心在于,如果存在隐藏变量,则大量粒子测量结果间相关性永远不会超过某个值。如果能通过实验验证,测量结果违反了贝尔不等式,就意味着量子力学不能用局域隐变量理论来解释,即证明爱因斯坦的认知是错误的。
量子力学长期以来的核心理论难题是“远距离的幽灵行动”问题,即为何两个或多个粒子以所谓的纠缠态存在,更进一步阐述,纠缠对中的一个粒子发生的事情,就决定了另一个粒子发生的事情——即便它们相距很遥远。比如,一个光子的偏振态是“向上”的,另一个光子的偏振态就必然是“向下”的,仿佛“心灵感应”。对此,爱因斯坦认为,纠缠对中的粒子包含了隐藏变量,即局部因果关系,因此量子力学形式是不完整的。
后来事实表明,阿斯佩、克劳泽和塞林格都通过实验验证了违反贝尔不等式的情况,也即证明了量子力学形式已经是完整的。在这之后,他们三人一路获奖无数,直到此次获得诺贝尔物理学奖。
无独有偶,钟掘院士在学术上出名就是新发现了轧机驱动中的封闭力流。20世纪80年代初钟掘还只是一名普通大学讲师,她带领学生在西北铝加工厂实习、在与工厂技术人员交流时,获悉该厂从东德引进的800铝箔轧机在生产中出现非承载面严重失效的异常设备故障,影响生产稳定和产品质量。现场技术人员百思不得其解,不敢使用设备。通过多次试验测试和系统分析,反复思索,钟掘老师与合作者揭示了轧机传动件非承载面严重损坏是由于传动系统中存在一个异常增大的封闭力流,这完全不同于传统的传动理论和通常的运行规律。同时查明了是由于辊径差、辊间压力和辊间界面状态的特殊匹配而导致了运动与动力呈封闭链状态传递。据此,她提出金属箔带极限轧制传动系统中存在附加封闭力流和辊间变态驱动的新观点,并给出了定量判据和规避的工艺准则,进而形成了轧机驱动系统封闭力流理论。这一见解被当时国内冶金机械学术界评价为“是对轧机驱动理论的补充和发展”。
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