Wigner tus phooj ywg paradox: puas muaj lub hom phiaj kev muaj tiag?

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Qhov tseeb yog dab tsi? Thiab leej twg tuaj yeem teb lo lus nug no? Xyoo tas los, cov kws tshawb fawb ntawm Heriot-Watt University hauv Scotland tau sim qhov kev sim nthuav qhia uas qhia tias lub hom phiaj kev muaj tiag yuav tsis muaj nyob.

Txawm tias muaj tseeb hais tias ib zaug lub tswv yim no tsuas yog ib txoj kev xav, tam sim no cov kws tshawb fawb tau hloov mus rau cov phab ntsa ntawm lub tsev kawm ntawv kuaj, thiab yog li ntawd sim nws. Txij li thaum nyob rau hauv lub ntiaj teb quantum kev ntsuas los ntawm ntau txoj haujlwm muab cov txiaj ntsig sib txawv, tab sis tib lub sijhawm yog qhov sib npaug, qhov kev sim ua tau pom tias nyob rau hauv lub ntiaj teb ntawm quantum physics, ob tus neeg tuaj yeem soj ntsuam tib qhov xwm txheej thiab cov txiaj ntsig sib txawv; Txawm li cas los xij, ob qho xwm txheej no tsis tuaj yeem pom tias yog qhov tsis raug.

Hauv lwm lo lus, yog tias ob tus neeg pom ob qhov tseeb sib txawv, ces lawv tsis tuaj yeem pom zoo qhov twg yog qhov tseeb. Qhov no paradox hu ua "Wigner's phooj ywg paradox" thiab tam sim no cov kws tshawb fawb tau sim ua pov thawj nws.

Quantum mechanics yog ib ceg ntawm theoretical physics uas piav qhia txog cov yam ntxwv thiab kev coj tus cwj pwm ntawm atoms, ions, molecules, electrons, photons, condensed teeb meem, thiab lwm yam ntsiab lus.

Wigner tus phooj ywg paradox

Xyoo 1961, Nobel Prize Laureate hauv physics Eugene Wigner tau nug tiag tiag tias lub hom phiaj kev muaj tiag yog dab tsi. Tus kws tshawb fawb tau npaj ib qho kev sim siab tshaj plaws hauv quantum mechanics, uas koom nrog lub tswv yim tias ob tus neeg tuaj yeem soj ntsuam ob qhov sib txawv ntawm qhov tseeb thiab tsis yog ib qho ntawm lawv yuav ua tsis ncaj ncees lawm. Tab sis li cas?

Hauv kev sim kev xav hu ua Wigner tus phooj ywg paradox, ob tus kws tshawb fawb hauv chav sim kawm txog photon, qhov tsawg tshaj plaws ntawm lub teeb. Nws yog ib qho tseem ceeb uas qhov polarized photon, thaum ntsuas, tuaj yeem muaj kab rov tav polarization lossis ntsug polarization. Tab sis ua ntej kev ntsuas, raws li cov cai ntawm quantum mechanics, photon muaj nyob rau hauv ob lub polarization xeev ib txhij - nyob rau hauv lub thiaj li hu ua superposition.

Yog li, Wigner xav txog yuav ua li cas nws tus phooj ywg nyob rau hauv lwm lub chaw soj nstuam ntsuas lub xeev ntawm no photon thiab nco ntsoov qhov tshwm sim, thaum Wigner nws tus kheej saib los ntawm qhov deb. Nyob rau tib lub sijhawm, Wigner tsis muaj cov ntaub ntawv hais txog kev ntsuas ntawm nws tus phooj ywg, thiab yog li nws raug yuam kom xav tias photon thiab nws qhov kev ntsuas yog nyob rau hauv ib qho superposition ntawm tag nrho cov kev sim ua tau.

Tab sis qhov no yog qhov tsis sib xws rau qhov pom ntawm Wigner tus phooj ywg, uas tau ntsuas qhov polarization ntawm photon thiab kaw nws! Tus phooj ywg tseem tuaj yeem hu rau Wigner thiab qhia nws tias qhov ntsuas tau raug coj los (muab tias qhov tshwm sim tsis tshwm sim). Yog li, peb tau txais ob qhov tseeb, sib cav sib ceg, uas ua rau tsis ntseeg txog lub hom phiaj ntawm qhov tseeb tsim los ntawm ob tus neeg saib xyuas.

Nws yog ib qho tseem ceeb uas kom txog rau thaum 2019 - kom txog rau thaum cov kws tshawb fawb Swedish tau ua tib yam kev sim hauv chav kuaj - Wigner tus phooj ywg qhov tsis zoo yog qhov kev sim xav xwb. Ib yam li lub ntiaj teb nto moo sim tau npaj los ntawm Austrian theoretical physicist Edwin Schrödinger.

Schrödinger's miv yog ib qho kev sim xav piav txog qhov tsis txaus ntseeg ntawm quantum mechanics. Xav tias koj muaj miv thiab ib lub thawv. Nyob rau hauv lub thawv koj muab ib tug miv, ib tug radioactive tshuaj thiab ib tug tshwj xeeb mechanism uas qhib ib lub raj mis nrog tshuaj lom. Nyob rau hauv cov kev tshwm sim ntawm kev lwj ntawm ib tug radioactive atom nyob rau hauv lub kaw lub thawv - thiab qhov no tuaj yeem tshwm sim thaum twg los tau - lub tshuab yuav qhib lub thawv nrog tshuaj lom thiab miv yuav tuag. Tab sis koj tsuas tuaj yeem paub seb puas muaj hluav taws xob atom puas lawm los yog tsis, koj tsuas tuaj yeem saib rau hauv lub thawv. Txog rau qhov no, raws li cov hauv paus ntsiab lus ntawm quantum physics, miv yog ob leeg ciaj sia thiab tuag, uas yog, nws yog nyob rau hauv superposition.

Puas tsis muaj lub hom phiaj kev muaj tiag?

Cov kws tshawb fawb tau siv rau 6 qhov sib txuas ntawm photons los tsim ob qho kev muaj tiag hauv chav kuaj. Ib qho kev muaj tiag sawv cev rau Wigner qhov tseeb, lwm qhov tseeb ntawm nws tus phooj ywg. Wigner tus phooj ywg ntsuas qhov polarization ntawm photon thiab txuag qhov tshwm sim, tom qab ntawd Wigner nws tus kheej ua qhov cuam tshuam kev ntsuas los txiav txim seb qhov ntsuas thiab cov photon nyob hauv superposition.

Cov txiaj ntsig tau los ntawm pab pawg kws tshawb fawb tau sib xyaw. Nws tau muab tawm tias ob qho tib si qhov tseeb tuaj yeem sib koom ua ke, txawm tias lawv ua rau tsis sib haum xeeb - ib yam li Eugene Wigner tau kwv yees. Tab sis lawv puas tuaj yeem sib haum xeeb?

Lub tswv yim hais tias cov neeg soj ntsuam tuaj yeem sib haum xeeb lawv qhov kev ntsuas ntawm qee qhov kev muaj tiag yog nyob ntawm ntau qhov kev xav.

Ua ntej, qhov tseeb thoob ntiaj teb muaj nyob thiab cov neeg soj ntsuam tuaj yeem pom zoo rau lawv.

Qhov thib ob, qhov kev xaiv uas ib tus neeg soj ntsuam ua tsis cuam tshuam qhov kev xaiv uas lwm tus neeg soj ntsuam ua - qhov kev xav physics hu rau thaj chaw. Yog li yog tias muaj lub hom phiaj tseeb uas txhua tus tuaj yeem pom zoo nrog, ces tag nrho cov kev xav no muaj tseeb.

Tab sis cov txiaj ntsig ntawm kev ua haujlwm ntawm cov kws tshawb fawb los ntawm Heriot-Watt University, luam tawm hauv phau ntawv Journal Science Advances, qhia tias lub hom phiaj kev muaj tiag tsis muaj nyob. Hauv lwm lo lus, qhov kev sim qhia tias ib lossis ntau qhov kev xav - lub tswv yim tias muaj qhov tseeb uas peb tuaj yeem pom zoo, lub tswv yim tias peb muaj kev xaiv dawb, lossis lub tswv yim ntawm lub zos - yuav tsum tsis yog.

"Txoj kev tshawb fawb tau tso siab rau cov lus pom zoo thoob ntiaj teb tsim los ntawm kev ntsuas rov qab, tsis hais leej twg ua qhov kev soj ntsuam," cov kws tshawb fawb sau hauv lawv txoj haujlwm.

Kuv tsis paub txog koj, tab sis kuv lub taub hau tig, vim tias cov txiaj ntsig tau muab pov thawj tiag tiag, thaum nws los txog rau thaj tsam ntawm quantum physics, tsis muaj ib yam li lub hom phiaj kev muaj tiag.