在量子世界,奇怪的、违背逻辑的现象比比皆是,比如一个物体可以同时以两种或两种以上的状态存在;再比如两个或多个在空间上分隔的物体,却有着相互关联的量子态……虽然这些奇怪的量子现象听起来虚无缥缈,但它们却都真实地存在。物理学家已经通过实验观测到了许多反直觉的量子效应。
今天的故事可以从薛定谔的猫开始说起。在这个著名的思想实验中,一只猫被困在一个装有放射性物质的密闭盒子中,如果物质衰变,产生的辐射就会触发探测器,释放出有毒的气体将猫杀死。在我们打开盒子测量结果之前,盒子中的猫同时处于两种状态:一种是衰变没有发生,猫仍活着;另一种是衰变已发生,猫已死亡。在打开盒子的那一瞬间,猫的生死状态就会坍塌成一种——要么活、要么死。
如果我们频繁地打开盒子检查猫的状态,猫的命运会因此发生改变吗?
简单来说,量子齐诺效应所描述的就是这样一种奇怪的量子现象,一个量子系统的演化可以通过频繁地重复测量而改变。以薛定谔的猫为例,如果我们频繁的打开盒子测量猫的状态,便能不断地重设原子的衰变时钟。根据观测方式的不同,原子的衰变可以被延迟或加速,从而猫的寿命得到延长或缩短;前者被称为量子齐诺效应,后者被称为量子反齐诺效应。换句话说,猫的性命取决于受哪种量子齐诺效应的影响。
网友评论