剛剛,2022年諾貝爾物理學獎揭曉!
今年的物理學獎授予了三位量子糾纏科學家,分別是阿蘭 阿斯佩 Alain Aspect、約翰 克勞澤 John F. Clauser和安東 塞林格 Anton Zeilinger,以表彰他們用糾纏光子做實驗,證明了貝爾不等式不成立,開啟了量子信息科學。
換句話說,他們成功地證明了愛因斯坦是錯的。
他們三人將分享1000萬瑞典克朗的獎金。值得一提的是,塞林格還是潘建偉院士的博士生導師。
證明愛因斯坦錯了。
官方評價提到他們的實驗為現在的量子技術革命奠定了基礎,真正推動了量子力學從理論走向應用。
其中一個關鍵貢獻就是用量子糾纏實驗證明了貝爾不等式不成立。
量子糾纏是指當兩個分離的粒子或多個粒子相互作用時,由于每個粒子的特性已經整合成一個整體,所以不可能單獨描述每個粒子的性質。
來源:Johan Jarnestad/瑞典皇家科學院
早在1935年,就有人發現了這一現象,包括愛因斯坦。薛定諤也發表了幾篇相關論文,并定義了量子糾纏這個術語。
但這種行為被愛因斯坦抨擊為違反定域實在論,并嘲諷量子糾纏為" 鬼魅般的超距作用 "(超距幽靈行動)。他還說,‘我相信上帝不擲骰子。他說量子力學的標準表述是不完整的。
20世紀60年代,貝爾提出了一篇論文,表明愛因斯坦的定域實在論是矛盾的,但量子力學得到的關聯結果卻強得多。同時提出了貝爾不等式來刻畫這種差異。
在經典力學中,這個不等式成立,但在量子力學中,這個方程不成立。它可以應用于任何由兩個糾纏粒子組成的量子系統。最常見的例子是糾纏在自旋或極化中的粒子系統。
從那以后,物理學家做了許多實驗來檢驗貝爾不等式。其中,約翰克勞斯和他的同事在1972年率先完成了這個實驗。他通過在特殊晶體上照射激光來創建糾纏光子對,并使用隨機數在測量設置之間切換。
來源:Johan Jarnestad/瑞典皇家科學院
但是這個實驗還是有一定的局限性,比如產生和捕獲粒子的效率低,測量是預設的。其他研究人員也質疑實驗結果是否存在一些漏洞。
但十年后的1982年,當時正在攻讀博士學位的艾倫阿斯佩(Alan Aspe)成功彌補了這一局限。這個實驗是他博士論文的題目。他探測到了更多的光子,測量結果也很好。最終的實驗結果符合量子力學的預測。
換句話說,清楚地證明量子力學是正確的,并沒有像愛因斯坦所說有隱藏的變量。
如果說前兩位科學家證明了量子力學的理論本質,那么安東塞林格真正將量子力學從理論推向了應用,發現了糾纏量子態具有存儲、傳輸和處理信息的潛力。
1997年,塞林格和他的同事首次發現,如果一個糾纏對中的粒子以相反的方向運動,其中一個以這種方式與第三個粒子相遇,它們就會變得糾纏,有趣的事情就會發生,即當它們進入一個新的共享態時,第三個粒子就會失去身份。
這種將未知量子態從一個粒子轉移到另一個粒子的方式被稱為量子隱形傳態。
還有一位是潘建偉院士的導師。
事實上,在獲得諾貝爾物理學獎之前,這三位大佬已經獲得了沃爾夫物理學獎(2010) ——,這被認為是物理學領域除諾貝爾物理學獎之外最重要的獎項之一。
照例盤點一下這三位大佬的過往業績。
Alain Aspect是法國物理學家,以‘量子糾纏’研究聞名。
Aspect除了研究貝爾不等式,還研究中性原子的激光冷卻,主要參與玻色-愛因斯坦凝聚相關的實驗。
目前,Aspect是法國科學院技術學院院士,巴黎理工學院教授。
2010年獲得沃爾夫物理學獎后,2013年獲得尼爾斯玻爾國際金獎和聯合國教科文組織尼爾玻爾獎。同年,他還因量子信息處理和通信獲得了巴爾贊獎。
值得一提的是,過去的方面研究簡歷中有很多第一:
在實驗證明中首次排除測量站之間的亞光通信,證明量子力學使可分隱變量理論無效。
第一個通過實驗證明了單光子的波粒二象性;
首次比較了相同條件下費米子和玻色子的漢伯里布朗-特維茲關聯。
首次證明了超冷原子系統中的安德森局域化。
約翰 克勞瑟(約翰克勞薩)是美國理論和實驗物理學家。1964年獲得加州理工學院物理學學士學位,1969年獲得哥倫比亞大學物理學博士學位。
1969年至1996年,主要在勞倫斯伯克利國家實驗室、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和加州大學伯克利分校工作。
克羅澤最為人所知的是他對量子力學基礎的貢獻。他的CHSH預言和Friedman-krause實驗被認為是量子力學非常重要的部分,現在已經成為標準物理課程(本科)的一部分。
在外界看來,他的理論之于量子力學,相當于邁克爾遜-莫雷實驗之于狹義相對論。
安東 塞林格(安東澤林格)是奧地利量子物理學家。目前,他是維也納大學的物理學教授。他曾在因斯布魯克大學任教。此外,他還是奧地利科學院量子光學和量子信息研究所維也納分部的主席。
值得一提的是,塞林格還是中科院外籍院士,也是潘建偉院士的博士生導師。
塞林格教授積極促進中國和奧地利之間的國際學術交流與合作。自1983年以來,他與中國科學院、中國工程院等機構保持著長期的溝通與交流,并與許多機構建立了密切的合作關系。
其中,利用‘墨子號’量子科學實驗衛星,他的團隊參與了中科院牽頭的洲際量子通信實驗,成果入選美國物理學會評選的2018年國際物理學十大進展。
此外,塞林格對人才教育頗感興趣。2009年,他創辦了Traunkirchen國際學院,致力于支持科技領域的天才學生。
塞林格也是歐格拉斯亞當斯《銀河系漫游指南》的粉絲。他甚至將自己的帆船命名為42號。
參考鏈接:
https://www.nobelprize.org/prizes/physics/
—完—
證明愛因斯坦錯了!諾貝爾物理學獎今年頒給量子糾纏,潘建偉博士導師加冕 驕風起云涌目瞪口呆陽似火18. 當你看到平坦的大地上傲然挺立的一排排生機勃勃的綠樹,你也許回情不自禁地贊嘆大自然那非凡的創造力。綠樹是完美的,枯樹也有其可愛之處,雖然它青春已逝,生命衰朽。be helpful in doing sth 對做某事有幫助蘇軾286.明月幾時有?把酒問青天。不知天上宮闕,今夕是何年。我欲乘風歸去,又恐瓊樓玉宇,高處不勝寒。起舞弄清影,何似在人間? 轉朱閣,低綺戶,照無眠。不應有恨,何事長向別時圓?人有悲歡離合,月有陰晴圓缺,此事古難全。但愿人長久,千里共嬋娟?!端{歌頭》 紫曲門荒,沿敗井、風搖青蔓。對語東鄰,猶是曾巢,謝堂雙燕。黃河遠上白云間,一片孤城萬仞山。量子力學,愛因斯坦,量子糾纏,貝爾,物理學家It would be possible (natural / reasonable) to think (believe / take the view) that…, but it would be absurd (wrong) to claim (argue) that … |