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量子力学疯狂预言:一个光子切成两半会多出…
量子力学疯狂预言:一个光子切成两半会多出…量子力学疯狂预言:一个光子切成两半会多出…
基本粒子无法被物理切分，但一组物理学家决定追问：如果非要试试呢？他们以光子为对象做了理论推演，结果令人瞠目——试图把一个光子切成两半，不会产生两个更小的光子，而是会凭空变出无限多个光子来。
这项由挪威奥斯陆大学 Johannes Skaar 团队发表在《物理评论快报》上的研究，设计了一个思想实验：让单个光子穿过一个光学快门，也就是一面能快速阻断部分光脉冲的高速镜子。如果快门足够快，就能在光子穿过途中截住它，切掉其延展波的一部分。团队应用了描述光子电磁场在量子层面行为的方程，追踪快门介入后量子态的演变。
结果是，快门并非在一侧留下一个光子、另一侧留下真空，而是生成一个同时包含无限多光子的叠加态。原因在于，量子力学中空的空间并非真正的"空"，它充满了电磁场的量子涨落。快速切换的快门扰动了这些涨落，自发地创造出新的光子。然而，如果只看快门紧邻的区域，状态看起来却出奇地正常：一侧像一个光子，另一侧像真空，与经典直觉无异。
这一结果生动地展示了量子粒子与日常物体有何不同，并引出了关于量子测量和信息定域性的更深层问题。Skaar 团队计划进一步研究涉及多个光子或其他基本粒子(如电子)的情况。这不仅是数学上的奇观，更触及了我们对现实本质的理解边界。
一分为二的光子概念图（Shutterstock）
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好新闻没人评论怎么行，我来说几句
这项由挪威奥斯陆大学 Johannes Skaar 团队发表在《物理评论快报》上的研究，设计了一个思想实验：让单个光子穿过一个光学快门，也就是一面能快速阻断部分光脉冲的高速镜子。如果快门足够快，就能在光子穿过途中截住它，切掉其延展波的一部分。团队应用了描述光子电磁场在量子层面行为的方程，追踪快门介入后量子态的演变。
结果是，快门并非在一侧留下一个光子、另一侧留下真空，而是生成一个同时包含无限多光子的叠加态。原因在于，量子力学中空的空间并非真正的"空"，它充满了电磁场的量子涨落。快速切换的快门扰动了这些涨落，自发地创造出新的光子。然而，如果只看快门紧邻的区域，状态看起来却出奇地正常：一侧像一个光子，另一侧像真空，与经典直觉无异。
这一结果生动地展示了量子粒子与日常物体有何不同，并引出了关于量子测量和信息定域性的更深层问题。Skaar 团队计划进一步研究涉及多个光子或其他基本粒子(如电子)的情况。这不仅是数学上的奇观，更触及了我们对现实本质的理解边界。
一分为二的光子概念图（Shutterstock）
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