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超越海森堡的不确定性

已有 10388 次阅读 2012-4-20 08:29 |个人分类:镜子大全|系统分类:科普集锦| 不确定性, 海森堡

超越海森堡的不确定性。
作者: mirror (*)
日期: 04/19/2012 17:02:47

日本人长谷川佑司 最近完成了这个工作的证实(http://www.nature.com/nphys/journal/v8/n3/full/nphys2194.html)。

一般教科书上对海森堡不确定性关系的解说都是比较模糊的、甚至说是不正确的。这其中当然也包括提出了不确定性关系的海森堡本人。因为海森堡不确定性关系(式)的不完整性,因此才引来了玻尔和爱因斯坦的争论,才有EPR,才有了贝尔的不等式,才有了人们对量子力学的“难解”。

人们“磕磕碰碰”地对不确定性关系误解了几十年,直到量子力学不确定性问题关系到物理的测量极限,必须要正面突破。当初在推进重力波检测的实验工作时,因为要用巨大的预算,物理界里有过不确定性和测量极限的讨论:在原理上,重力波检测实验是否可以超越不确定性关系的制约,达成所期望的测量精度呢?最终,日本的数学(?)家小泽正直给出了这个问题数学上的表达式(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037596010200659X),使重力波检测工程获得了巨大预算的支持。小泽投稿到PRL时,两个评审中一个同意发,一个不同意。编审没有水平,在小泽给出说明后依然不能理解这个事态。小泽改投欧洲的杂志,一次就获得的通过。欧洲的学术传统对这类物理学的基本问题有个比较深刻的理解,这个差距是美国人必须承认的。

问题的核心在于,在这个不确定性关系中,登场的演员不止是测量“误差”的ΔX和因测量X带来的干扰ΔP这两个人,还有位第三者——量子本征的不确定性σ。有三个人的世界就“热闹”了,就可以“游戏”了。正如猜拳要有石头、剪子和布这三个要素一样。

小泽不等式是:
 

Q和P是一般坐标和动量的表达。ε、η和σ分别代表了测量误差、测量干扰和量子本征的不确定性。传统的对海森堡不确定性只是这个表达式中的第一项,相当于没有量子本征的不确定性时(西格玛项为零)的情况。长谷川佑司中子实验证实了小泽不等式,在不久的将来,量子力学的教科书的这个部分需要改写了。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。

是说物质世界的“点”的结构的问题。
作者: mirror (*)
日期: 04/19/2012 18:40:06

若以为“点”无大小的话,则用有限的点撑不起来有限的实空间。因此原子的“点”有大小。这个大小的尺度, 就是量子的尺度。

正因为海森堡不等式可以被突破,所以才有了检测引力波的大项目,检测微小的空间变形。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。




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