物理学家发现全新的量子纠缠

布鲁克海文国家实验室(BNL)的物理学家发现了一种全新的量子纠缠，这种怪异现象可以将粒子束缚在任何距离上。在粒子对撞机实验中，新的纠缠使科学家能够比以往任何时候都更详细地观察原子核内部。

成对的粒子可以变得如此纠缠在一起，以至于无论它们相距多远，一个粒子都无法在没有另一个粒子的情况下被描述。更奇怪的是，改变一个会立即触发其伴侣的变化，即使它在宇宙的另一端。这个被称为量子纠缠的想法对我们来说听起来是不可能的，因为我们处于经典物理学的领域。就连爱因斯坦也对此感到不安，称其为“幽灵般的远距离行动”。然而，数十年的实验一直支持它，它构成了量子计算机和网络等新兴技术的基础。

通常，量子纠缠的观察是在性质相同的光子或电子对之间进行的。但是现在，BNL团队首次检测到成对的异种粒子正在经历量子纠缠。

这一发现是在布鲁克海文实验室的相对论性重离子对撞机(RHIC)中发现的，该对撞机通过加速和粉碎金离子来探测早期宇宙中存在的物质形式。但研究小组发现，即使离子没有碰撞，也有很多东西可以从险些失误中学到很多东西。

加速的金离子被小光子云包围，当两个离子彼此靠近时，来自一个的光子可以捕获另一个内部结构的图像，比以往任何时候都更详细。仅此一项就足以吸引物理学家，但这只能归功于前所未有的量子纠缠形式。

光子与每个离子核内的基本粒子相互作用，触发级联，最终产生称为介子的粒子对，一个正极和一个负极。你可能还记得高中物理，一些粒子也可以被描述为波，在这种情况下，来自两个负介子的波相互加强，来自两个正介子的波相互加强。这导致只有一个正介子波函数和一个负介子波函数撞击探测器。

这表明每对正负介子相互纠缠。研究小组说，如果不是这样，撞击探测器的波函数将是完全随机的。因此，这是首次检测到异种粒子的量子纠缠。

“我们测量了两个出射粒子，显然它们的电荷是不同的 - 它们是不同的粒子 - 但我们看到的干涉模式表明这些粒子是纠缠的，或者彼此同步，即使它们是可区分的粒子，”该研究的作者Zhangbu Xu说。

随着我们对量子物理学的理解不断扩大，这一发现可能会导致新技术，例如该团队一直用来窥视金离子核的方法。

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