第三百二十章 玩的可真特么大
抵消。 最终屏幕上会出现一道道复杂唯美的斑马线,也就是干涉条纹。 但粒派不服呀,就提出了另一个要求: 我们再做一次实验,把电子一个一个地发射出去看看,一定会变成两道杠的! 于是他们把电子机枪切换到点射模式,保证每次只发射一个电子。 然而结果依旧是斑马线。 其实电子...或者说光子要真的是波,那粒派也没啥好说的,愿赌服输嘛。 但问题是他们发射的单个电子! 要知道。 根据波动理论,斑马线来源于双缝产生的两个波源之间的干涉叠加。 也就是出现干涉条纹,代表着就是同时通过两条缝,而不是前一秒过左后一秒过右的概率模型。 可这样一来,就和单个电子的‘单个’相悖了: 单个电子要么穿过左缝、要么穿过右缝,不可能同时穿越两条缝。 这是一个至今悬而未决的谜团。 当然了。 关于电子的双缝干涉实验,更有名的可能是另一件事,也就是所谓的第三个实验: 为了进一步的观察真相,科学家们在屏幕前加装了两个摄像头,一边一个左右排开。 哪边的摄像头看到电子,就说明电子穿过了哪条缝。 同样,还是点射模式发射电子。 结果是这样的: 每次不是左边的摄像头看到一个电子,就是右边看到一个。 一个就是一个,从来没有发现哪个电子分裂成半个的情况。 然而就在这时,真正诡异的事情发生了: 研究者们忽然发现,屏幕上的图案不知什么时候悄悄变成了两道杠! 没用摄像头看。 结果总是斑马线,光子是波。 用摄像头看了。 结果就成了两道杠,电子变成了粒子。 实验结果取决于看没看摄像头? 听起来是不是更毛骨悚然了? 不过作为一本专业的科普作品,这里要科普一件事: 第三个实验...也就是所谓加装摄像机的实验,其实是一个思想实验,并未实际完成。 其实想想也知道。 别说摄像机了。 哪怕是其他设备仪器,你想要直接看到电子或者光子穿过哪个缝,这可能吗? 所以你在网上无论怎么搜,都不会找到任何与摄像机观测有关的专业论文或者实验视频。 实话实说。 电子的双缝干涉实验确实非常惊悚,它的真相至今未曾被破解。 但如今网络上看到的‘惊悚’,实际上带着二创的添加色彩。 目前真正完成过的电子的双缝干涉实验,只有以下三个: 1、早期的双缝干涉实验。 这是在量子力学建立初期就经过实验验证的现象,比较有名的是日立电视台的电子双缝干涉。(hitachi.com/rd/portal/research/em/doubleslit.html) 2、惠勒的延迟实验。 在1979年的时候。 曾经和爱因斯坦共事的约翰·惠勒在为纪念爱因斯坦的大会上,提出了一个理想实验: 为了摒弃观测行为对电子双缝干涉中电子行为的干扰,通过某种方式在电子通过双缝后才进行观测。 它的思路是这样的: 从光源发出一光子,让其通过半反半透镜1,光子被反射与透射的概率各为50%。 之后,在反射或透射后光子的行进路径上分别各放置一个全反射镜A和B。 使两条路径反射后在C处汇合。 C处放有两探测器AB,分别可以观察A路径或B路径是否有光子。 接下来。 如果在两个探测器前的C点处再放置一个半反半透镜2,便可以使光子发生自我干涉。 适当调整光程差后,可使得在某一方向(A或B)上干涉光相消,此方向上的探测器总是无法收到信号, 与此同时,另一方向上的探测器则必定会总是接收到信号。 这个实验之所以叫延迟选择实验,就是因为我们可以在光子已经通过半反半透镜1之后,再决定是否放置半反半透镜2。 也就是说在光已经决定完选择波动性还是粒子性之后,我们再去放置半反半透镜2去观察它。 实验最开始提出的时候是一个思想实验,但后来经过实验验证了,这一结果曾经刊载于Science。(DOI:10.1126/science.1136303) 理想的单光子源早在1974年就已经问世,上面的惠勒实验中的单光子源利用的是金刚石N-V色心的缺陷。 3、量子擦除实验也是经过实验验证的。 量子擦除实验聊起来比较复杂,也就是所谓‘八纳秒内可以改变过去’的源头。(doi.org/10.1103/PhysRevA.65.033818) 嗯,就这三个——或许还有其他一些改动过的其他实验,比如C60之类的,但核心原理都和这三个实验相