非常穿越之洪都号
第59章 双缝干涉(旧版)

陌野之风

女生 |  穿越 设置
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次日,几乎一夜未睡的孙蓝,上班就冲到办公室,一个电话联系了院办主任吴中,让他联系一下法琴岛一所高校的光学实验室,好让她带着助手们去重温一下双缝干涉地诡异现象。

现代物理学已接受了微观到宏观,粒子到物质具有波粒二象性,其中宏观物质的波动性又叫德布罗意波。而到了微观,量子的波粒二象性便呈现了诡异现象,既波粒叠加态、不确定性、观察者效应。而这三个现象有是如此的烧脑、违反直觉、毁人三观,让人觉得后背发凉,有那么一点“恐怖”的感觉。

双缝干涉实验其实特别简单,就是在光源和探测屏幕之间放一个开了两个狭缝的挡板。

然后用光源向挡板啪啪啪发射光子,然后观察屏幕上的呈现。这个实验无外乎两种可能:

光就是粒子,当光经过中间的挡板时,大部分的光会被挡住,只有两条狭缝可以允许光通过,并且光在屏幕上留下两道杠。这就是粒子运动的典型特性。

光是波,它可以像水波那样经过两条狭缝以后发生干涉,最后在屏幕上留下干涉条纹。

第一次实验,对准双缝发射光束,实验的结果是在屏幕上产生了明暗相间的干涉条纹。这无疑说明,光确实是一种波,可以发生干涉。

第二次实验:重复做上述过程,一个一个发射光子,起初由于光子的数量很少,在屏幕上出现了杂乱无章的图案,但是当光子数量增多时,神奇的事情发生了,屏幕上开始显示出了干涉条纹!

这次的诡异之处是,干涉条纹必须得有两个波进行干涉,但这是一个一个发射光子,单个光子要么经过右狭缝、要么经过左狭缝,单个光子在和谁发生干涉?难道它同时经过了双缝,并且和自己发生了关系?

如何解决这个问题?科学家想到了一个办法,在左右狭缝后加上光电探测器,来看一下单个光子到底是通过了哪条狭缝,还是它会分身分别经过了两条狭缝?

第三次实验:还是以点射的方式发射光子,探测的结果是,光子要么经过左狭缝,要么经过右狭缝,并没有分身,也没有同时经过两个狭缝,光子还是一个一个的粒子。这就是观察导致波粒叠加态坍塌为粒子现象,即观察者效应。

而诡异的是,以上的实验都是在光子经过双缝的时候我们对其进行了观测,导致了光子的叠加态坍缩到了单一的量子态,表现出了粒子的特性。

那么让光子首先经过双缝,在它经过双缝的时候应该会保持原有的叠加状态,我们这时在以非常快的速度加上探测器,那么结果会怎么样?

不论我们加上探测器的速度有多快干涉条纹都会消失。反过来,一开始有探测器,只要在最后的一瞬间撤掉探测器,干涉条纹就会出现。

量子世界的诡异现象,至今科学界对观察者效应也无法给出科学解释。难道人类做为量子世界绝对宏观上旁观者,也影响了量子世界事件发生的因果性,这太不可思议了!

孙蓝又闭目回忆了一遍双缝干涉实验,晃晃脑袋,就被电话铃声打断了沉思,睁眼拿起电话。

″喂,我是孙蓝。哦,吴主任啊,有结果了,好好好!谢谢吴主任!″

原来是院办吴中主任打来的,通知她已联系好某高校光学实验室,下午2点院里派车送她们前往。

放下电话,孙蓝又陷入宏观上的观察者行为,影响微观上量子行为的机理思索中。

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