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平行宇宙互通有無?量子纏結實驗給出答案

2024-07-20科學

在我們這個宇宙,量子纏結的奇特性質早已被無數實驗所證實。一對量子纏結的粒子,無論相隔多遠,其中一個粒子的狀態一旦被測量,另一個粒子的狀態也會立即坍塌到一個確定值。這種詭異的超距作用,似乎暗示著量子世界存在某種神秘的聯系。那麽,這種纏結現象是否也存在於不同的平行宇宙之間呢?一項量子實驗,給出了令人興奮的答案。

平行宇宙互通有無?

從理論上講,如果平行宇宙真的存在,它們之間就應該存在某種量子纏結聯系。因為根據多世界詮釋,當量子測量發生時,宇宙會分裂成多個分支,每個分支對應一個可能的測量結果。這些分支宇宙雖然彼此分離,但它們可能仍保留著開始時的量子纏結聯系。因此,透過特殊設計的量子實驗,理論上有可能檢測到這種跨越平行宇宙的量子纏結效應。

然而,開展這樣的實驗並非易事。傳統的量子纏結實驗,都是在同一個宇宙中進行的。如何在實驗室裏制造出不同宇宙的環境?又如何捕捉到它們之間纖毫的量子聯系?這對實驗物理學家而言,無疑是一個巨大的挑戰。直到近期,一個天才的創意終於讓這個看似不可能的任務成為現實。

MIT的魯道夫教授及其團隊,利用一種名為「延遲選擇纏結交換」的巧妙方案,成功地在實驗室裏模擬出了平行宇宙的量子纏結效應。他們利用光子對進行實驗,先將一對纏結光子分開,然後延遲對其中一個光子的測量。在這個過程中,光子對仿佛進入了兩個獨立演化的平行世界。接下來的關鍵是延遲選擇纏結交換:他們根據其中一個光子的測量結果,事後決定是否讓另一個光子參與交換操作。如果交換發生,量子力學預言兩個光子將恢復纏結。而按照經典理論,事後的選擇不可能影響已經分開的兩個光子。

令人驚訝的是,實驗結果完全符合量子力學的預言!無論兩個光子相隔多遠、在「平行宇宙」中獨立演化多久,只要事後進行纏結交換,它們就會恢復纏結。更不可思議的是,這種纏結恢復效應似乎能夠逆轉時間,把兩個光子的狀態「拉回」到開始時纏結的狀態。這個結果清楚地展示了量子纏結超越時空的神奇特性。它為「平行宇宙之間存在量子聯系」這個大膽假說提供了實驗支持。

當然,這個實驗還無法直接證明平行宇宙的存在。它只是展示了,如果平行宇宙存在,它們之間就有可能保持量子纏結聯系。但即便如此,它已經為進一步的研究指明了方向。如果我們有朝一日真的能夠制造和探測平行宇宙,量子纏結無疑將是開啟通往那些世界大門的鑰匙。

不過,這裏還有一個更深層次的問題:如果宇宙可以分裂,那麽究竟有多少個平行世界?它們是否在以某種方式互相影響?以及令人不安的,如果在某個平行宇宙裏,另一個「你」做出了完全不同的人生選擇,那是否意味著我們並不擁有自由意誌?