在量子物理学的微观世界中,一项新的研究揭示了量子纠缠这一神秘现象在阿秒级时间尺度上的动态过程,为理解量子事件的时间维度带来了重要突破。这一发现由维也纳工业大学与中国科研团队联合完成,通过计算机模拟技术,科学家们得以窥探这些超快过程的奥秘。
量子纠缠,这一概念自1935年由爱因斯坦、波多尔斯基和罗森提出以来,一直困扰并吸引着物理学家。它描述的是,当粒子间发生相互作用后,它们的状态变得相互依赖,以至于无法单独描述。无论这些粒子相隔多远,对其中一个粒子的测量会立即影响到另一个粒子的状态,仿佛它们之间存在一种超越空间的联系。
长久以来,科学界普遍认为量子纠缠的发生是瞬间完成的,几乎不存在时间间隔。然而,维也纳工业大学与中国团队的这项研究挑战了这一传统观念。他们利用先进的计算机模拟技术,在阿秒(1阿秒=1×10^-18秒)级别上观察量子纠缠现象,揭示了其发生过程中的时间动态。
在这项研究中,科研人员观察了受到强激光脉冲照射的原子。在激光的作用下,原子中的一个电子被剥离出来,而另一个电子则留在原子中。他们发现,这两个电子之间存在量子纠缠,且它们的状态是相互关联的。飞离的电子的“诞生时间”与留在原子中的电子状态密切相关。具体而言,如果原子中剩余的电子处于较高能量状态,那么飞走的电子更有可能在较早的时间点被剥离出来;反之,如果剩余电子处于较低能量状态,飞走的电子则可能较晚“诞生”,平均时间约为232阿秒。
维也纳科技大学的乔阿希姆·布尔格多夫教授指出,这一发现强调了纠缠粒子之间只有共同属性,而没有个体属性。换句话说,这些粒子在纠缠状态下,它们的状态是相互依赖的,无法单独描述。这一观点进一步加深了我们对量子纠缠现象的理解,也为量子物理学的未来发展提供了新的视角。