【捕獲的難以捉摸的波函數的視線】

江南布衣

【捕獲的難以捉摸的波函數的視線】

 

 

 

實驗裝置與藝術家的波函數印象

在量子力學的正統解釋，波函數包含了最大的知識，是關於系統狀態可用。

 

它確定的概率，各種結果將測量時獲得對系統作為其位置或動力等提出的動態變量。

 

但是，衡量的波函數是不容易的。

 

對海森堡的測不准原理，測量不能有效摧毀前的波函數是完全已知的量子系統由於具有似乎是不可能的。

 

現在，通過採取新的方法來量子測量，傑夫 Lundeen和他的國家研究理事會，加拿大隊，都直接測量了第一次相同的單光子波函數。

 

製作上只是其中的一個系統複製測量 - 如只是一個單一的光子 - 讓我們的波函數的一部分。

 

然而，測量必須重複上一個相同的光子合奏多次獲得足夠的信息來構建整個波函數。

 

這種測量間接形式被稱為“量子斷層”，並已使用一段時間。

 

 

錄音漣漪

Lundeen比作斷層掃描，以對應於一個池塘（波函數）通過採取在底部的漣漪陰影快照表面的波紋形狀。

 

通過結合來自許多快照的信息，對波紋形狀可以推斷。

 

在量子成像，但是，每個快照測量是如此的“強”，它破壞了紋波和過程中必須使用相同的漣漪不斷。

 

除了破壞性的性質，如原子或分子軌道波函數一定不能確定使用斷層。

 

而不是在陰影重點，該小組已制定了一種方法，無論是直接探測的一個光子的合奏波函數實部和虛部。

 

該方法依賴於“弱測量”，最近已用於測量一些量子系統的概念 - 並且不破壞波函數。

 

“我們對波函數的理解是比較抽象，也沒有官方的教科書的定義，說：”Lundeen。“我們決定研究一下如何警惕科學家似乎是它不論弱測量方法，”

 

他繼續說，並解釋說，雖然弱測量理論是在20世紀 80年代開發的，它是由許多研究人員被解僱，因為它生產而“奇怪的結果”的人比預期的要大得多。

 

對於意想不到的結果的原因，解釋 Lundeen，這是一個薄弱的測量提供了一個複雜的數字 - 它有一個實部和虛部。

 

 

溫和的測量

弱測量理論認為，它是可能的“輕輕地”或“弱”衡量一個量子系統，並獲得無明顯干擾的互補屬性（動量）一些關於一個屬性（​​比如，位置）的信息，因此，未來的演變系統。

 

雖然每次測量獲得的信息是微小的，一個多次測量平均給人不扭曲其最終價值的物業測量準確估計。

 

對於一般的量子測量，要測量的系統耦合與另一個可以被看作是一個“指針”的狀態。

 

有關測量屬性信息的獲得通過觀察一個指針的位置變化。

 

通常，這被認為是一個強大的測量，因為很少有重疊的指針的原始和最終的位置。

 

一個光子在CCD檢測，例如，將光子從零擺動指針之一，​​但在該光子破壞的結果。

 

在微弱的測量，它是正好相反，隨著重疊，其初始位置，在很大程度上指針的最終位置。

 

在所進行的球隊了測量，波函數的實部給出一個關係到的光子位置的指針的小轉變。

 

波函數的虛部是給予了相關的光子動量指針轉變。

 

因此，位置是弱測量而測量勢頭強勁。

 

 

四個基本步驟

實驗有四個基本步驟。首先是要產生一個相同的波函數與單光子流。

 

“這幾乎是無法衡量的只是其中的一個量子系統的副本（即一個光子）的波函數，這一點，我們幾乎可以肯定的是，”解釋 Lundeen。

 

該團隊使用了一個減毒或激光束或自發參量下轉換（SPDC）已知的光子流，產生一個過程。

 

下一步是通過誘導建立在每個光子的偏振旋轉由極少量的光子的橫向疲弱的測量 - 10 ° - 使用石英晶體。

 

由於偏振變化小，制度不大為不安。

 

然後平行的光子，只有光子在一個特定的方向行駛被發現 - 這個過程稱為後的選擇。

 

這是強大的測量。

 

在最後一步，弱測量是通過測量極化的兩個具有實際的光子後準直發生類型。

 

這是雙重的，因為測量的實部是直線旋轉所發生的實際金額和虛部是由圓形旋轉或“橢圓”的已發生兩極分化給出。

 

總之，這些值給出了波函數弱測量。研究人員反复的光子具有不同的波函數的測量，確認結果的準確性。

 

 

比斷層更好？

Lundeen指出，他的團隊的實驗信號與噪聲的比例是相當好的。

 

事實上，他說，一個弱測量技術重要的好處是，結果被放大。

 

因此，它可能被證明是特別為研究系統，是目前非常難以衡量有用。

 

他認為，雖然仍然會有一個量子斷層的地方，Lundeen認為，某些系統將受益於他的團隊所使用的技術。

 

“雖然斷層掃描是一個全球性的度量單位，更多的是波功能重建，我們的測量是本地和直接。” 他解釋說。

 

他說：“我們的研究簡單的好處是，我們現在有一個波函數操作教科書的定義 ...東西是必不可少的。”

 

這項研究報告的性質。

 

關於作者

Tushna小賣部是一個記者physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/46284