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最近，瑞士巴塞尔大学的物理学家首次观察到了数百个相互作用原子系统中的量子力学“爱波罗佯谬”。这种现象可以精确预测测量结果，并可用于新型传感器和电磁场成像方法。 “爱波罗佯谬（EPR佯谬）”，全称是“爱因斯坦-波多尔斯基-罗森佯谬”（Einstein-Podolsky-Rosen paradox），是爱因斯坦、波多尔斯基和纳森·罗森在1935年以佯谬的形式针对量子力学的哥本哈根诠释而提出的批评。 在由量子物理定律支配的微观粒子世界中，对如何精确地预测物理系统上的测量结果有一个根本性的限制。这个极限由海森堡不确定性原理表示，该原理表明不可能同时精确地预测粒子的位置和动量的测量值或者自旋的分量测量值。 然而，1935年，爱因斯坦、波多尔斯基和纳森·罗森发表了一篇著名的论文，他们的观点是：在某些情况下，精确的预测在理论上是可能的。 为此，他们考虑了两种系统A和B，称为“纠缠”状态，其中它们的属性强相关。在这种情况下，系统A上的测量结果可以用来预测系统B上的相应测量结果，原则上可以是任意的精度，即使系统A和B在空间上分离也是可能的。 矛盾的是，观察者使用系统A上的测量结果来预测系统B，可以比直接访问系统B的观察者更精确地描述系统B。 过去，实验中都是使用光或单个原子来研究“爱波罗佯谬”，这个悖论来自发现它的科学家的姓名缩写。现在，由瑞士巴塞尔大学物理系和瑞士纳米科学研究所领导的物理学家小组首次成功地观测到了“EPR悖论”，其中使用了包含数百个相互作用的多粒子系统。 该实验使用激光冷却原子至绝对零度以上几十亿分之一。在极度低温的情况下，原子完全按照量子力学定律运行，并形成所谓的玻色-爱因斯坦凝聚体的物质状态。在这种状态中，原子不断地相互碰撞，导致它们的旋转和纠缠。 研究人员随后在冷凝空间的分离区域对原子自旋进行了测量。由于采用了最新的高分辨率成像技术，科学家能够直接测量不同区域之间的自旋相关性，并同时将原子定位在精确限定的位置。在实验中，研究人员成功地使用了给定区域的测量结果来预测另一个区域的结果。 研究者表示：不同区域之间的测量结果有很强的相关性，因此这次实验能够证明“EPR悖论”。除了基础科学研究的成就之外，科学家们认为“EPR悖论”核心的相关性可用于改进电磁场的原子传感器和成像方法等。 |
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