物理学研究人员指出微观粒子可以隔空移动

微观粒子的隔空移动

微观世界可能比我们现在的认识更加神奇，在最近的一篇评论中，我国物理工作者韦玉川指出微观粒子隔空移动是一个新的可观测的量子力学效应，这一发现为解释超导和超流现象提供了全新的视野。  

众所周知，和宏观物体不同，微观粒子具有波动性，在空间出现的几率由波函数描写，波函数随时间的变化由薛定谔方程描写。基于薛定谔方程，可以得到几率的连续性方程，如果一个区域的几率增加，一定是由于周围有几率流进这个区域，反之亦然。

该论文指出，上述的微观粒子几率传输方式和薛定谔方程中牛顿动能的具体形式紧密相关，如果牛顿动能被分形动能或相对论动能替代，几率传输方式会发生根本性地改变，新的连续性方程会出现一个特殊的源项，如果这一项在某处大于零，几率就在某处涌出，如果小于零，几率就在该处消失，但几率在全空间的总和不变.  

比如说粒子的双缝实验，传统量子力学虽然不确定粒子通过了哪一个缝，但是可以确定通过两个缝的几率都是50%，几率的和为100%。但是如果考虑粒子动能的相对论修正，粒子通过两个缝的几率和可以是99%，粒子以1%的几率既不通过上面的缝也不通过下面的缝而到达屏幕，这就是粒子的隔空移动。  

尽管世界上没有哪个粒子具有分形动能，但是相对论动能却比牛顿动能更真实，所以文章认为粒子的隔空移物是一个可观测的相对论量子力学效应。

对超导和超流的新理解

超导和超流是物理学里面最奇特的两个现象，其机制令物理学家们伤透脑筋。粗略来说，超导是在低温下某些物质的电阻会突然降为0.  我们不知道为什么做热运动的原子会对电子突然透明没有任何阻力。 BCS理论认为电子可以通过晶格而互相吸引，形成电子对，而电子对可以无阻力的穿过晶体。高温超导体的发现让这一高深莫测牵强附会的理论非常难堪。如果认为电子可以从超导体的一侧隔空移动到另一侧，则疑云顿消，下面是一个例子。

大家知道，当没有电压的时候，超导电流可以不损耗的流过约瑟夫森节。特别是有一种SNS节，是由两块超导体夹一层非超导金属构成。那么超导电流是怎样无损耗地通过非超导金属的呢？现在的解释是说这是由于量子力学里的隧道效应。这一解释答非所问，你能开车通过一个收费的隧道而不缴费吗? 或者你能不踩油门开过隧道吗? 合理的解释只能是超导电子从节的一侧隔空移动到另一侧，自然就没有损耗了。

超流现象和超导有类似的地方。低温下，超流体可以无阻碍地流过毛细管。解释这一现象，等价于要让千军万马顺利通过独木桥，这比登天都难。于是超流的二流体模型认为超流体由两种成分组成，超流成分和普通成分，二者可以自由地互相穿透，这个解释顾头顾不了尾，越说越复杂。如果认为一部分氦原子可以从毛细管的一段隔空移动到另一端，那么难题迎刃而解。

实验验证

粒子的隔空移动理论既需要进一步完善，比如如何回应超光速诘难，又需要实验检验。物理学是一门实验科学，未经实验验证的理论只能当成一个假说。    

最直观的实验是观察毛细管中超流体的流速和流过毛细管的流量，如果流速小，不足以产生这样的流量，当然是有隔空移动；否则，没有隔空移动。  

粒子散射模型一直建立在粒子没有隔空移动的基础上，如果有隔空移动，会导致不同的散射结果，观察到这一偏离是隔空移动现象的根本证据。

那就让我们一起去做实验吧。

词语解释

隔空移动（teleportation），是指一个物体或者人在一个地方消失，随即在另外的位置出现。这一现象一般出现在科幻神话传说中，也出现在魔术表演中。

粒子的隔空移动（Particle teleportation），自然是指微观粒子在一个地方消失，而在另一个地方出现。一般说来，宏观物体没有这种现象，而且微观粒子也不能隔空移动一个宏观意义下的距离。这是本文讨论的对象。

量子隐形传态 (quantum teleportation), 是说粒子的量子态(比如自旋向上)可以传递给远处的另一个粒子，但是粒子本身没有移动，是量子信息在传输，用于量子通讯和量子计算。这是量子力学的热门领域，但与本文没有直接联系。    

作者简介

韦玉川，河南焦作人，1988年毕业于兰州大学物理系，1998年在北京科技大学获得物理学博士学位。

YuchuanWei

Phys. Rev. E 93, 066103