愛爾蘭科學家發(fā)現(xiàn)光子奇異性質(zhì)：或顛覆量子力學基礎

寂靜天花板

據(jù)國外媒體報道，光的一種奇異現(xiàn)象可能正在顛覆量子力學的基礎。光子是構成光的粒子，它們構成了一個基于光的莫比烏斯環(huán)，其中表現(xiàn)出的動量特征是此前科學家認為不可能出現(xiàn)的。這項發(fā)現(xiàn)可能會動搖量子力學的一些基本假設，后者是描述亞原子粒子世界的經(jīng)典理論。
! J7 j) ]: G5 K1 U- N$ e8 S  }這項研究的合作者之一，愛爾蘭都柏林圣三一學院的物理學家保羅·埃薩姆(Paul Eastham)指出：“這是光的一種基本性質(zhì)，我們證明了其和人們此前設想的不太一樣。”
　　
“空心”的光
　　
! A. {6 P  k4 P' R% o( {# r這項研究的最早淵源還要追溯到200多年前，當時的愛爾蘭物理學家和天文學家威廉·漢密爾頓(William Hamilton)和他的合作者漢弗萊·勞埃德(Humphrey Lloyd)預言，具備某種特定內(nèi)部原子結構的晶體將能夠產(chǎn)生中空的“光管路”，前提條件是入射光線照射到晶體表面的角度合適。
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6 M( L$ k# F% O6 E3 |2 K為了向這一200多年前的偉大發(fā)現(xiàn)致敬，埃薩姆與合作者決定深入探查這一現(xiàn)象背后的理論基礎。首先他想到的是，這樣一種中空形態(tài)的光線對于光子的角動量究竟意味著什么。隨著在數(shù)學運算方面的深入進行，他突然意識到一些奇怪的事情：在這一中空光線中的光子將具備的角動量約為1.5倍的普朗克常數(shù)，后者是描述能量與波長之間關系的基本物理學常數(shù)。
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但這樣的情況是令人難以相信的，因為量子理學原理限定了光子的角動量必須是普朗克常數(shù)的整數(shù)倍，比如2倍，-3倍等等，而不能出現(xiàn)0.5倍這樣的情況。
　　
自旋為半的光子
　　
為了檢驗他們計算結果是否的確在現(xiàn)實中存在，他們決定對這一理論進行實驗驗證。他們將一束激光以精確的特定角度射向一塊晶體，隨后使用一種被稱作干涉儀的光學部件對這束激光進行分束，并按照其自旋特征進行分離。
　　
非常明確的實驗結果就是，在測量時，這些光子的角動量值分別顯示約為1.5倍普朗克常數(shù)和-1.5倍普朗克常數(shù)。研究組已經(jīng)將相關研究結果發(fā)表在4月29日出版的在線版《科學進展》雜志上。
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這項研究的另外一位合作者，同樣來自愛爾蘭都柏林圣三一學院的物理學家凱勒·巴蘭汀(Kyle Ballantine)表示，這項發(fā)現(xiàn)非常有趣，因為其暗示光子的行為可能與我們此前對其作出的預測不符合。他說：“所有粒子都可以被分為兩大類，第一類叫玻色子，其中就包括光子，這類粒子的特點是它們都有整數(shù)角動量(自旋量子數(shù)是整數(shù))，另一類粒子叫做費米子，比如電子，這類粒子的自旋量子數(shù)就不是整數(shù)。這樣的區(qū)別非常重要，因為這會導致非常不同的量子行為。而我們此次研究的結果顯示，我們能夠創(chuàng)造出一束光子流，其行為類似費米子，這兩者是完全不同的。”
　　
+ `0 x6 y. T; v' _6 @不過，這項研究也并不會就此削弱普朗克常數(shù)的重要性，或是顛覆整個亞原子物理學大廈的根基。埃薩姆表示：“我們并未打破量子力學。”
　　
8 t9 c# {1 D4 Z+ ^0 A& i當然，不管如何，這項研究得到的結果仍然非常新穎，它深層的意義目前仍然不甚明確。但其中一項至少是明確的：這項發(fā)現(xiàn)將對量子計算和密碼學研究產(chǎn)生影響，這兩個領域的研究都是基于亞原子粒子的相關性質(zhì)，而關于這一方面，我們可能需要修正一些原先的觀點。
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oobama

社區(qū)有能看懂這篇文章的嗎？？？？？？？？

tospoxjm

天花板大俠的文章看了真開眼見，不懂可以慢慢體會，中間不懂得名詞可以搜搜搜。

25攝氏度

我是來灌水的