史上首次,物理学家实现了“时间翻转”,将导致新量子技术诞生

康托的天堂 2023-01-28 21:49:36

从过去到未来,时间沿着一个确定的方向流动的经验深深扎根于我们的思维中。然而,在微观层面上,自然法则似乎对过去和未来之间的区别漠不关心。在经典力学和量子力学中,基本的运动方程都是可逆的,改变时间符号仍然会产生有效的动力学。

最近的研究发现,在精心设计的电路中,光子在时间上表现得好像是同时向前和向后移动,这不仅可以帮助科学家改进量子计算并理解量子引力,还可以帮助我们弄清楚宇宙中一些最神秘的现象。

两个量子原理

这种“时间反演”效应源于两个奇怪原理的融合。第一个是量子叠加:量子叠加是量子力学的基本原理。它指出,就像经典物理学中的波一样,任何两个(或更多)量子态可以叠加在一起,结果将是另一个有效的量子态;相反,每个量子态都可以表示为两个或两个以上不同态的和。数学上,它指的是薛定谔方程解的性质。由于薛定谔方程是线性的,任何解的线性组合也是一个解。这意味着,微小粒子(如电子)能够同时以许多不同的状态存在,称为叠加态。第二个原理是,电荷、宇称和时间反演对称性(CPT),它指出任何包含粒子的系统都将遵守相同的物理定律,即使粒子的电荷、空间坐标和时间运动被反演。

量子时间翻转(反转)(quantum time flip)

通过结合这两种原理,物理学家产生了一种似乎同时沿着时间箭头和逆时间箭头运动的光子。

2013年的一篇论文中,物理学家朱利奥·奇里贝拉提出了一种电路,将事件置于时间顺序的叠加中,超越了空间位置的叠加。17年,奇里贝拉这一想法被实验证实。

研究人员将一个光子发送到两条路径的叠加上:一条是经历事件A,然后是事件B,另一条是经历事件B,然后是事件A。在某种意义上,每个事件似乎都导致了另一个事件,这种现象后来被称为无限因果关系。

时间之箭

时间似乎有一个方向——过去在后面,固定不变,而未来在前面,不一定是固定的。然而,在大多数情况下,物理定律并没有指定时间箭头,并且允许任何过程向前或反向进行。这通常是由被分析系统中的参数对时间进行建模的结果,其中不存在“固有时间”:时间箭头的方向有时是任意的。

奇里贝拉设计了一种量子装置,在这种装置中,时间进入了从过去流向未来的叠加态,反之亦然——一个无限的时间箭头。

为此,奇里贝拉需要一个可以发生相反变化的系统。他设想将这样一个系统置于叠加态。

光子的游戏

奇里贝拉设计了一种装置,装置中的激光器向两个晶体装置A和B发射光子。光子向前穿过一个小装置时,其自旋偏振取决于装置的设置;向后通过这个装置,电子偏振以完全相反的方式旋转。

研究人员设置电路,使光子在每个装置中只向一个方向移动。那么,即使A和B处于不确定的因果顺序,探测器最多在90%的时间内与装置设置匹配。只有当光子经历一次叠加,使它在两个装置中向前和向后移动时才算成功。

去年,中科大团队和维也纳团队建立了量子时间翻转电路。在超过100万轮的测试中,维也纳团队的成功率为99.45%。中科大团队的成功率为99.6%。这两个团队都打破了90%的理论极限,这证明了光子经历了两种相反转变的叠加,因此有一个无限的时间箭头。

时间翻转的未来

很明显,这个实验并没有实现时间箭头的翻转,翻转时间需要将时空结构本身排列成两个时间指向不同方向的几何图形的叠加。

与此同时,如果光子通过两个时空几何的真正叠加,光子的可测量属性会发生完全相同的变化。在量子世界中,没有超越可测量范围的现实。

物理学家们希望,设计出同时双向流动的量子电路的能力,可能会为量子计算、通信和计量学提供新的设备。虽然时间翻转电路突破了理论上的性能限制,但这是一个高度人为设计的任务,只是为了突出它们相对于单向电路的优势。

著名物理学家安东·蔡林格曾经认为量子纠缠对任何事情都没有好处。如今,量子纠缠将新生量子网络中的节点和原型量子计算机中的量子位串联在一起。对于量子时间的可翻转性质,一切都还未知。

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评论列表
  • 2023-01-29 14:40

    向前向后都是时间流逝,如果能把已经发生的事情还原,我就相信时间翻转

  • 2023-01-29 14:27

    你写的这些字我都认识,但组合起来我就看不懂了,我只能说你说得都对。

  • 2023-01-29 07:32

    光的本质属性就是电磁波!没有粒子性!用光的电磁感应原理能完美地解释光电效应实验。根据本人用光波的电磁感应原理解释光电效应实验可以推导出用偏振光做光电效应实验会对逸出电子方向产生影响,逸出电子的方向与入射光波包的切线方向相同,而实验证明推论完全正确!光的电磁感应原理导论1:光的泡包的磁通变化率与光的频率成正比,所以光的波泡对电子的感应能力与光的频率成正比!与实验结果相符。而光子论的假设是无法解释逸出电子方向与普通入射光方向无关的实验事实,而且逸出电子方向可以与入射光方向相反,爱因斯坦的光子论假设是光子撞击电子产生光电效应的,按此推论逸出电子方向应该与入射光同向,而实验事实却是与入射光方向无关反而与偏振光的偏振方向有关。所有实验证明用光波包电磁感应原理解释光电效应实验才是正确的光子论是错误的,波粒两象性更是谎谬!所谓的电子双缝干涉实验我认为是电子撞击双缝产生的衍生物,我们可以用不同村质的金属材料来做双缝中间隔栅两侧也用不同的金属看还能不能产生双干涉现象就知道。最简单的原因光的双缝干涉实验是不怕观察的,为什么电子双缝干涉怕观察?那是因为光的双缝干涉是真正的双缝干涉电子双缝干涉是假的双缝干涉。

  • 2023-01-29 07:44

    电子振动产生电磁波原理和普通电磁振荡线圈产生电磁波原理是一样的。普通振荡线圈振荡产生电磁波的能量我认为和其振幅无关,其振幅都是标准的正弦圆形闭合曲线。也就是说其振幅等于正弦波的半波长度。其能量就是这个半波闭合面积的磁通变化率对电子的感应能力。因此普通电磁波的能量大小就是与振荡线圈的电流变化率成正比,当电流大小一定时则与振荡频率成正比。电磁波是电流振荡产生的磁场波,并非是磁场波电场波交替出现。变化的磁场并不会产生电场而是会对处于其中的电荷产生作用力。电子的电量是一定的,当其完成一个周期的振荡时,我们可以用其电量除于其周期算出其振荡电流强度。根据其波长算出其波包面积,这样由电子振荡产生的电磁波,其波包的磁通变化率就可算出来了。由此由电子振荡产生的电磁波(光波)产生的光电效应现象,使处于光波波包内的电子所能获得的能量,就与电子振荡产生的光波的频率成正比。其计算机公式就是目前爱因斯坦的光电效应计算公式。所以用光波电磁感应原理解释光电效应实才是最完美的最符合物理规律的。根本就不用假设出四不象的所谓光子来解释。具体的计算公式我相信懂电磁感应原理的人都能计算出来。

  • 2023-01-29 13:50

    在量子世界,时间或许不存在,也或者时间的刻度极小。

  • 2023-01-29 07:45

    有资源有精力还不如去用偏振光做光电效应实验证明光电效应是光的电磁感应原理产生的,证明光子论是错误的。用不同的金属材料来做电子双缝干涉实验的双缝,看看电子通过双缝时还能不能产生干涉现象,以此证明电子没有波动性。如果是成功的话量子论就能切底被推翻了!这才是对物理界对全人类巨大的贡献!而不是去做那些连自己都无法相信的假大空的东西。到目前为止人类还无法控制单个光波或单个电子。用偏振光验证光电效应是电磁感应原理产生的最简单的办法是做一个白炽灯型状的光电效应管,中间放置感光极在灯管圆周均分四个逸出电子接收点,用偏振光照射感光极,同时测量四个接收板接收到的电流大小,就可以判断出偏振光的偏振方向对逸出电子方向的影响,看看实验结果是否与我的电磁感应原理产生光电效应的推论相符?如果是实验结果相符的话就证明我的推论是正确的!同样用不同的金属材料做电子双缝干涉实验的双缝,如果电子双干涉是电子撞击双缝时产生的衍生物(类似于光通过双缝时产生的光波双缝干涉)那么由双是不同的金属材料所以产生的光频率也不会相同所以电子通过双缝就不会产生干涉条纹了。如果两个实验结果都符合我的推论那么就可以百分百的证明量子力学就是谬论!

    用户93xxx90 回复:
    还是安心修仙吧,至少有一个成仙成神长生不老的可能
    用户18xxx40 回复:
    要不是学过物理,就你编了这么多,真有可能信你。
  • 2023-01-30 00:39

    时间翻转其实主要是为了逻辑自洽 因果不能发生矛盾 即便观测到的是果 过去的事必须塌缩成逻辑自洽的因

  • 2023-01-29 09:42

    反正测不准,你说什么就是什么

  • 2023-01-29 10:54

    这个世界会不会是电脑组成的!

  • 2023-01-29 01:54

    moss的理论基础

  • 2023-01-29 21:08

    我想返老还童。

  • 2023-01-29 22:44

    看看中国老祖宗发明的阴阳理论,不就全明白了!

  • 2023-01-30 17:04

    人类呵呵,越发达,亡的越快

  • 2023-01-29 19:18

    六个自由度确定六维体,如从矢量考虑也可组成十二维体。人的思维局限空间,也应将旋转思维含入其中。

  • 2023-01-29 10:49

    吹牛逼不上税,就骗点儿流量。

  • 2023-01-28 22:42

    劝各位不要沉迷物理,因为研究这东西远离生活远离世俗的,今早我就被骂了

    crazy 回复:
    是的,其实很多时候做梦都是进入了平行空间,当然平时所说的阴间也可能是平行空间,在超立方空间内,各人见解
    gloomyson123 回复:
    梦不是平行宇宙 因为我的梦里回到了我小学时代 但是那里却有我现在的同事 证明了梦是记忆的随机杂合
  • 2023-01-28 22:33

    科学的尽头是神棍

  • 2023-01-29 07:43

    通用电磁波的接收都是采用电磁谐振原理,也就是电磁感应原理来接收电磁波信号的。而光同样是电磁波,只是波长较短而已,而光的接收同样的是电磁感原理。光电效应实验本质上也电磁感原理产生的,计算公式也是电磁感应原理。根本就不用假设成什么粒子。假设成粒子反而很多实验现象却无法解释,比如逸出电子的方向与入射光方无关,却跟偏振光的偏振方向相关,这种现象只能用电磁感应原理才能完美地解释。电子振动产生光波,因此电子绕原子核旋转的原子模型应该是错误的,核外电子正常应该是相对静止地附着在原子核外,不同的排列形式会组成不同的物质状态比如碳原子组成石墨和金刚石。当核外电子获得能量时受到核力的约束不同的核外电子会产生不同的振荡频率,从而发出对应频率的光波。由此可以推定现有的原子模型可能是错误的。光波与实物粒子还有一个差别就是光波通过透明体后(只要光波能透过去比如光纤即使很长)都会恢复原来的速度。而所谓的电子波或其它实物粒子无论通过什么物质都只有减速!通过后更不可能恢复原来的速度。机械波也具有同样的特性。这就是波与粒子的区大差别!为什么这么多科学家都在睁眼说瞎话?

    莉姆露 回复:
    你去把二相性证伪,今年诺贝尔物理奖不就是你的了[得瑟]
  • 2023-01-29 16:39

    物理已经被三体锁死了

  • 2023-01-28 23:01

    你们说啥就是啥,没人能反驳呀[笑着哭]

  • 2023-01-29 10:55

    那些穿越小说感觉穿越到电脑里去了!

  • 2023-01-29 14:20

    看不懂[得瑟]

  • 2023-01-29 05:10

  • 2023-01-29 07:33

    1951年,爱因斯坦在给他的好友贝索的信中,曾极度伤感地说过这么一段话:“什么是光量子?50年来我一直在认真思考着这个问题,可是哪怕连一步都没有接近答案。眼下像汤姆、迪克和哈利这样的人,都以为他们了解光量子,其实全都是错的!”“汤姆、迪克和哈利”是谁呢?他们就是“张三、李四和王五”。爱因斯坦没有指名道姓,但却囊括了所有人。我们知道,爱因斯坦因为用“光量子”概念成功解释了光电效应而获得了1921的诺贝尔物理学奖,但在30年后,他却坦言,自己从来都没有真正理解过光子是什么? 光真的有这么难理解吗?竟然困住了代表着人类智力巅峰的科学天才?为了深刻理解光的神秘和诡异,今天我们就盘点下关于光的4个,现今科学依旧无法解释的现象,看了这篇文章,你势必会对日常所见的光有一个全新的了解!一、光的部分反射现象。众所周知,光的本质就是电磁波,但同时具有粒子性。在日常生活中我们经常会见到,当一束光射入玻璃表面时,有一部分会发生反射现象,而另一部分会折射穿过玻璃,那么,反射光和折射光的比值是多少呢?

  • 2023-01-29 11:59

    我秦始皇又回来了[笑着哭][笑着哭][笑着哭]

  • 2023-01-29 15:37

    过去,现在,未来,过去在现在展示,那他就是发生在现在。这不叫翻转时间

康托的天堂

简介:科学如此美妙,我想让你知道