← 电商平台上买家的负面评论反而有可能促进销售帮助非洲抵御粮食危机的转基因马铃薯 →

37

物理学家毛骨悚然：量子的基本守恒性质可以脱离量子本身存在

一般来说，物质和附加在其上的属性关系如《左传·僖公十四年》所云：“皮之不存,毛将安傅?”

但，梦游仙境的爱丽丝看到柴郡猫时忍不住想到：“我经常看到没有笑容的猫，但还是第一次看到没有猫的笑容！这是我一生中看到的最奇怪的东西！”

如果把皮/毛、猫/笑脸，换成某些量子力学术语，或许著名的物理学家亚基尔·阿哈罗诺夫(Yakir Aharonov)也可以写出类似的感悟。

从理论上，他与以色列的物理学家丹尼尔·罗利希(Daniel Rohrlich)一起，展示了有属性却没粒子的量子性质。

更准确地说，他们认为信息可以在两点之间传递而无需某种粒子载体。

该理论可追溯到2013年，当时美国和沙特阿拉伯的研究人员提出，量子波的冻结效应可能仍不足以阻止其传输信息。

“我们发现这非常有趣——两个人之间没有任何交流的可能性，但他们就是交换了信息。我们想看看是否能更好地理解这一现象。”

经过理论推导，最后的实验模型其实非常简单。

一条管道，一端是镜面做成的门。在量子物理学中，只有观察到物体才能定义对象。类似薛定谔的猫，门和某种量子机制绑定在一起，直到我们看到，才能确定镜门是开是关。

然后从另一端射入粒子，因为粒子也具有概率波的特征。它出现在某处是由概率决定的，且随时间变化。那么，直到粒子真的撞到镜面上并被反弹，它的命运都是晦涩不明的。门可能关，也可能开着。粒子或许射出了管道，也可能被反弹了回去。

结果发现了什么？简单地说，根据物理学家的说法，关于其模态角动量或自旋的部分特征，会随反射镜的开/关状态而变化。

即便粒子本身无法触及镜面(使用某种设计，让粒子的波函数无法占据尽头的空间)，Aharonov和Rorlich也发现，自旋属性似乎应该能够伸出幽灵般的手指，碰触远端的门扉，然后再传递一些信息回来。

自旋是量子的基本属性之一，其它还有电荷数和质量。我们还不清楚，粒子能不能化为概率波，却把带电属性剥离出去，和别的什么东西作用。

“没有猫的笑容，那确实很奇怪。”罗利希说，“但是，当然，我们思考的是基本粒子。如果基本粒子因为自旋跑到了其他地方，而失去了自旋，也许我们还是可以习惯的。”毕竟量子理论就是这么鸡掰

阿哈罗诺夫对奇幻般的量子物理学带来的荒谬感并不陌生。半个多世纪以前，正是他与著名的理论物理学家大卫·鲍姆(David Bohm)合作提出了反常识的阿哈罗诺夫－玻姆效应。

Aharonov–Bohm效应
即使在磁场为零的区域，仍旧会存在磁效应，然而，这并不能用来测量磁矢势，因为只有磁通量会出现在表达效应的公式里，而且整个理论始终维持规范不变性。阿哈罗诺夫－玻姆效应是量子力学和电动力学发展史上的重要实验，说明了量子力学的非局域性质。

最早由日立公司经实验证实。

但是明显怪异的部分，目前还缺少公认的解释。

阿哈罗诺夫的解释基于名为“模量动量”的概念——很难在没有量子场论数学基础的情况下进行详细介绍。

阿哈罗诺夫告诉Phys.org：“尽管粒子的属性会脱离粒子存在，非常令人惊讶的，但这并不意味着什么也没有发生，或没有实际效果。”

我们以后或许能够利用这一特性搞出点什么，但目前在理论上，可以揭示粒子的非局部特性：量子的性质有时可能比其本身的所在更重要。

这项研究发表在《物理评论快报》上。

https://www.sciencealert.com/schrodinger-s-cat-gets-a-cheshire-grin-in-a-mind-bending-quantum-physics-analysis

赞一个 (16)