所谓多自由度量子体系的隐形传态、外尔费米子的实质

中国科学院  力学研究所 吴中祥

提         要

具体论证量子力学及其场论，都是大量粒子时空相宇统计的结果，“多自由度量子体系的隐形传态”的实质是大量多个粒子统计的几率效应。半金属中，观测到的所谓“外尔费米子”的实质是具有静止质量的一对电子在不同能级的跃迁，而使静止质量=0的一对光子辐射、吸收。

关键词：多自由度量子体系的隐形传态，外尔费米子，光子，量子力学，

狄拉克方程，时空相宇统计

1．所谓“外尔费米子”和“狄拉克方程”

1928年，狄拉克（Dirac）提出描述相对论电子态的狄拉克方程。1929年，德国科学家外尔（H. Weyl）指出，狄拉克方程质量为零的解描述的是一对重叠在一起的具有相反手性的新粒子，“外尔费米子”。

   所谓“描述相对论电子态的狄拉克方程”就是因为狄拉克考虑到，通常量子力学的薛定格（Schrodinger）方程仅限于无明显时间相关的，“定态”的，只是限于在Euclid时空，仅对3维空间1-线矢的简化近似，不符合相对论，不满足4维时空洛仑兹（Lorentz）变换下的不变性，而人为地引进4个参量的6个反对易的4行4列矩阵，使其满足相对论的要求，而建立的相对论性量子力学。

2，量子力学和量子场论是大量粒子的统计力学和场论

其实，按“可变系时空多线矢物理学”，由大量粒子的各类(n维)多线矢“相宇”统计得到的相应的最可几分布函数就能得到各相应物理量矢量场相应的所谓“波函数”，从而建立起相应各类(n维)多线矢的相对论性的量子力学、正则运动方程和场论。

而现有量子力学和量子场论，实际上，都只是大量粒子4维时空1线矢“相宇”统计得到的宏观效应的力学，正则运动方程和场论。其中的所谓“波函数”，都是时空1线矢“相宇”统计得到的最可几分布函数。

对于各种不同类的多线矢 (例如n=4的1-线矢和n=12的22,1-线矢)，其正则运动方程、波函数，因而相应的，量子力学、正则运动方程和场论，都各有差异，不能混同。

否则，就会出现诸如：通常量子场论中所谓“弱作用下，宇称不守恒”、“强作用下，自发破缺对称性”等问题。

3．多自由度量子体系的隐形传态和外尔费米子的实质

   “最可几分布函数”只是描述大量粒子在时空的统计分布；只能表明各相应粒子在相应条件下，在各相应时空位置出现的几率。

就容易理解，多类大量粒子的统计分布彼此关联、相互影响而产生的，所谓“粒子缠结”、“多自由度量子体系的隐形传态”，都只是大量多个粒子统计的几率效应。

中科大经过多年艰苦努力，研究人员发展出了“非摧毁性的测量技术”，成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。实现了“多自由度量子体系的隐形传态”，是很精彩、重要的科学成果。

但是，量子纠缠、多自由度量子体系的隐形传态，这种大量多个粒子的统计分布彼此关联、相互影响，的现象，并不是，像科幻小说中描写的“超时空传输”，粒子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。

特别是，一切粒子都有质量，光子、声子，虽然没有静止质量，也仍都有相应的运动质量，不可能有无质量的电子。

狄拉克只是人为地引进4个参量的6个反对易的4行4列矩阵使仅对3维空间1-线矢适用的量子力学，形式地符合于4维时空的相对论。

把这样的狄拉克方程“质量为零”的解，称为无质量的电子，而得出一对重叠在一起的具有相反手性的所谓“外尔费米子”就更无实际意义。

   按“可变系时空多线矢物理学”给出各种金属相应的正则运动方程，可得出存在各原子的共有电子和空穴可在其中运动的导带。

在半金属中，还可以存在一对电子在其间跃迁的不同能级，当一对电子由高能级跃迁到低能级就辐射相应的一对光子；吸收相应的一对光子，一对电子就由相应的低能级跃迁到相应的高能级。

这才是，半金属中，可能有静止质量=0的一对粒子，即一对光子，运动的实质。

2014年，中国科学院物理所的理论研究团队首次预言在TaAs，TaP，NbAs和NbP等无磁性材料体系中可打破中心对称的保护，实现两种“手性”电子的分离，而且，能自然合成，无需进行掺杂等细致繁复的调控，更利于实验发现。

并首先制备出了具有原子级平整表面的大块TaAs晶体，随后利用上海光源“梦之线”的同步辐射光束照射TaAs晶体，在半金属中首先同时观测到一对光子的辐射和吸收，是重要的实验观测成果。

但是，决非无质量的电子，分为的，左旋和右旋两种不同“手性”的电子态——外尔费米子。

可以理论计算相应材料导带和能级的结构，判断其中是否能有相应的一对光子的辐射和吸收，来判定。

4．参考文献：

《时空可变系多线矢世界》吴中祥博士菀出版社 2004年11月

[2]http://www.sciencenet.cn/u/可变系时空多线矢主人/

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