什么是量子纠缠的爱情,男女缘分与量子纠缠的关系

首页 > 科学 > 作者:YD1662022-12-03 18:47:21

什么是世界上最伟大的爱情?那就是量子纠缠!处于量子纠缠的两个物体,就像情人节一对深深相爱的恋人,彼此心灵相通,远在天边却时时思念并无形地连着彼此。不仅如此,量子纠缠所带来的量子密码,就像恋人之间的心领神会的悄悄话一样…

出品:"格致论道讲坛"公众号(ID:SELFtalks)

以下内容为中国科学院物理研究所副研究员罗会仟演讲实录:

我今天讲的主题是量子,我带来了三套“玩具”,它们的原理都一样。

什么是量子纠缠的爱情,男女缘分与量子纠缠的关系(1)

我们先做第一个实验。这是一个圆形的轨道,这是一个块状材料,我们把块状材料放到液氮里泡一泡,然后把它放到轨道上。大家看,发生了什么?没错,它悬浮在了轨道上。我推一下,它还能绕着轨道做运动。

下面我们做另外一个实验。这是一个磁铁,这是一个环状物体。从表面看,这个环状物体并没有什么特别之处,其实它内部装有超导线圈。通常,在不接触磁铁的情况下,我们是无法用这个环把磁铁拎起来的。但是如果依靠液氮的帮助,就能实现这一操作。

我们用液氮泡一泡这个环,让它降温。好,大家看,现在磁铁已经被拎起来了,而且完全是悬空的,我们需要用很大力气才能将它拉下来。这其实就是量子的效应。量子实验在现实生活中很容易做,但是同学们在家里不要随便玩这种磁铁,因为它的吸力非常大,不小心就会把你的手夹断。

好,实验就做到这里,我今天要分享的主题是“量子的爱情”。大家都是初中生,还不能谈恋爱。但量子的爱情不一样,下面我们就来讲一讲什么是量子的爱情,量子是怎么谈恋爱的。

电子的排列组合

说到量子,怎样才能找到量子呢?其实只要你的眼睛足够厉害,就能找到原子。把原子剥开后,里面是带正电的原子核和带负电的电子。电子绕着原子核转,不过电子的运动轨迹并不像行星运动轨迹那样有规律,电子是随便乱转的。

什么是量子纠缠的爱情,男女缘分与量子纠缠的关系(2)

原子里有电子,而电子就是一个量子,原子核也是由很多量子组成的。我们经常说电子就是量子,所以如果可以操控电子,那么就可以操控很多量子现象。

为什么电子是量子呢?电子不仅带着负电荷,它还像一个小磁针。生活中有很多磁现象,就是因为电子可以有序地排列。电子的排列呈两种状态:一个朝上,一个朝下,这在物理学里叫自旋。你也不知道它朝上还是朝下,排列是很随机的。

什么是量子纠缠的爱情,男女缘分与量子纠缠的关系(3)

很多人都以为电子长得像球,实际上,粒子长得都不太像球,像球的只有氢原子,粒子的形状都是乱七八糟的,有哑铃状,有梅花状,等等。如果把这些电子放在同一个原子里,大家知道它们会呈什么形式排布吗?会呈立方体的排布。

什么是量子纠缠的爱情,男女缘分与量子纠缠的关系(4)

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