爱尔兰科学家发现光子奇异性质:或颠覆量子力学基础【凤凰体育APP】

企业新闻 | 2021-01-25
本文摘要:据国外媒体报道,一种无法解释的光现象可能正在政治上宣传量子力学的基础。

据国外媒体报道,一种无法解释的光现象可能正在政治上宣传量子力学的基础。光子是包含光的粒子。它们包含一个基于光的莫比乌斯环,该环显示了一些科学家之前指出的不太可能频繁出现的动量特征。

这一发现可能拯救了量子力学的一些基本假设,量子力学是描述亚原子粒子世界的经典理论。爱尔兰科学家最近对光的一种无法解释的性质的研究可能在政治上宣传量子力学的基础。但至今仍不清楚其深层含义。

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爱尔兰都柏林三一学院的物理学家保罗伊斯特姆(PaulEastham)认为,这是光的一个基本性质,我们已经证明,它与以前认为的不太一样。空心光研究最早的起源可以追溯到200多年前。

当时,爱尔兰物理学家和天文学家威廉汉密尔顿(WilliamHamilton)和他的合作者汉弗莱劳埃德(HumphreyLloyd)意识到,如果入射光以合适的角度照射到晶体表面,没有某种内部原子结构的晶体就需要产生一个中空的光管。为了寻找200多年前这一突出现象的记忆,埃桑和他的合作者要求了解探索这一现象背后的理论基础。

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首先,他记得的是这个空心光对光子角动量的意义。随着他对数学运算理解的发展,他突然意识到一些奇怪的事情:这个空心射线中的光子不会有角动量约为1.5倍的普朗克常数,这是描述能量与波长关系的基本物理常数。

但是这种情况很难让人相信,因为量子科学的原理定义了光子的角动量必须是普朗克常数的整数倍,比如2倍,-3倍等等。但0.5倍的情况不能总是发生。

为了检验它们的计算结果在现实中是否不存在,具有半磁矩的光子需要对这一理论进行实验检验。他们将激光束以精确和特定的角度指向晶体,然后使用一种叫做干涉仪的光学元件来传播和分裂激光束,并根据其磁矩特性将其传播和分离。

一个非常具体的实验结果是,这些光子的角动量值分别约为普朗克常数的1.5倍和-1.5倍。研究团队已经在4月29日出版的《科学进展》杂志在线版上发表了相关研究成果。这项研究的另一位合作者,来自爱尔兰都柏林三一学院的物理学家KyleBallantine回应说,这个发现非常有趣,因为光子的不道德性似乎与我们以前的预测不一致。

他说:所有的粒子都可以分为两类。第一类叫做玻色子,包括光子。这些粒子的特点是都具有整数角动量(磁矩量子数为整数)。

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另一类叫做费米子,比如电子,这些粒子的磁矩量子数不是整数。这种区分非常重要,因为它不会造成截然不同的量子不道德。

我们的研究结果表明,我们需要构造一个光子流,这是不道德的,类似于费米子,两者几乎是不同的。但是,这项研究既不会巩固普朗克常数的重要性,也不会在政治上宣传整个亚原子物理大厦的基础。埃桑回答说:我们没有超越量子力学。

当然,无论如何,这个研究的结果还是很微妙的,其深层含义还是不太具体。然而,其中一个至少是具体的:这一发现将对量子计算和密码学研究产生影响,这两项研究都是基于亚原子粒子的性质。在这方面,我们可能要修改一些原有的观点。


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