量子糾纏態的物理

閱讀時間約 2 分鐘
孟硯老師回饋:量子力學的科普文章,對於背景是生物科學的我,一直以來都還是無法解讀的範圍,所以這篇科普分析文,我好像能給予你的討論和回饋會比較少。只能根據你寫的文字,去給予回饋和想法。

謝孟杉的科普閱讀報告 2024年5月25日撰寫


閱讀來源:

量子糾纏態的物理- PanSci 泛科學


媒體識讀檢核:

(1) 作者撰文日期:2024/4/24

(2) 作者:賴昭正

(3) 引用資料:沒有寫

(4) 明確出版單位:泛科學


分析文章問題意識:

量子糾纏的兩個粒子,其狀態是否在一開始就決定了?(隱變量)


連結舊有、相關知識:

連結舊有知識:

量子纏結- 維基百科,自由的百科全書


相關的其他科普文章:

為什麼會被陽光曬傷?光有能量的話,為什麼照日光燈沒事? - PanSci 泛科學


分析文章中實驗:

分析變因:

操縱變因:兩個粒子的自旋測量軸的角度差

應變變因:兩個粒子測到的自旋的關聯性


分析實驗組與對照組:

沒有,全部都在同一個實驗


概略說明實驗操作流程:

利用某些反應產生出兩個自旋相反的粒子

把兩個粒子分離的很遠,用不同的角度測量自旋

重複上述步驟很多次,統計兩個自旋相同的機率


摘要文章中的重要資訊:

量子力學預測出有量子糾纏這種東西,就是兩個粒子經過交互作用後狀態會互相關聯

有人覺得粒子的狀態是一開始就決定好的,這種理論叫做「隱變量」

貝爾定理說明,如果測量自旋的兩個角度不同,「隱變量理論」和量子糾纏算出來的結果會不同。

實驗結果顯示隱變量理論錯了,粒子的狀態不是一開始就決定好了


評價本篇科普文章:

其實貝爾定理的部分我不太懂真正的原理是什麼,不過數學的東西本來就很難解釋,所以我覺得他已經盡力了。這篇文章似乎有讓我更懂一些了。


疑惑與猜測:

我還是搞不懂為什麼一開始就決定好的狀態與疊加態,觀測到的結果會不一樣。既然一測量就會坍縮,我們要怎麼知道它在測量前是不確定的?

我看這個實驗的做法,覺得這應該跟不同方向的分量有關係。如果只有一個方向的自旋和兩個狀態,不管一開始的狀態是不是決定好的,測量的結果都會一樣。但如果我們去測量不同方向的自旋,結果就會不一樣。


老師評語:

量子力學的科普文章,對於背景是生物科學的我,一直以來都還是無法解讀的範圍,所以這篇科普分析文,我好像能給予你的討論和回饋會比較少。只能根據你寫的文字,去給予回饋和想法。

我對於實驗流程的第一句話:「產生出兩個自旋相反的粒子」感到困惑,畢竟量子糾纏似乎在講這兩個已經位於不同位置的粒子仍有相同的狀態,那為什麼一開始是產出「相反」的呢?而不是一開始就產生「相同」的呢?

另外我滿好奇你對於量子力學的切入(最淺顯易懂的理解文本或是脈絡)是什麼?因為你的舊有知識是放上了維基百科,不知道有什麼橋樑知識,帶著你開始對量子力學有概念,開始對這方面的科普也有一些興趣和知識基礎呢?



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