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[转贴] 科学家在试验中观察到超光速运动的光子 [复制链接]

光之洗礼

ck7543 发表于 2010-1-30 22:31:16 |显示全部楼层
过去几十年来,超光速航行一直只是科幻小说里的热门情节,不过最近美国联合量子学院(Joint Quantum Institute (JQI))的科学家却在实验中观察到了以超光速运动的光子。


这次试验本来的目的是要验证量子物理学的一个理论,这个理论认为光在由复杂的多层材料结构组成的物体中的传播速度与物体的厚度无关。为了验证这个理论,科学家们制作了一片总厚度为80nm,层数为30层的绝缘屏障,这种屏障的厚度大约是试验用光波波长的1/4左右。试验过程中,科学家可以不断变换每一层绝缘屏障的材料,使用不同折射率的材料来填充这些层,这样光在这些层中传播时的折射度便可随之变化。

在试验过程中,科学家们发现有一个光子穿透这层屏障只花了12.84毫微微秒(10的负15次方秒);而科学家再往屏障上增加一层低折射率的材料层之后,光子穿越屏障的时间则会增加3.52毫微微秒。

不过,当科学家往这层屏障上增加一层高折射率的材料层之后,光子穿越屏障的时间却缩短到了5.34毫微微秒,这意味着光子的运动速度已经超过了光速。

不过科学家们表示,这种超光速运动现象只会在极个别数量的光子上发生,而总体上看其运动速度仍然会保持在正常的水平。

光之洗礼

ck7543 发表于 2010-1-30 22:33:38 |显示全部楼层
量子纠缠首次在电晶体线路中完美实现

据最新出版的《物理评论快报》(PRL)杂志报道,一个由法国、德国和西班牙物理学家组成的研究团队首次确凿地证明:从电晶体装置中分离出来的粒子,仍可实现量子纠缠。这是量子力学的一次突破性进展。量子纠缠在全固体材料中的完美实现,意味着量子力学真正走进了电子元件中,量子纠缠和全固体材料结合的目的就是实现量子计算以及更加固若金汤的通信。

简单来说,量子纠缠是一种量子力学现象,具有量子纠缠现象的成员系统们,即使距离遥远,仍保有特别的关联性,仿若“心有灵犀”一般,也就是当其中一颗电子由于被操作,状态发生变化时,另一颗也会即刻发生相应的状态变化,仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般。这种被爱因斯坦时代的科学家们称为“鬼魅似的远距作用”的现象,实际上是打开人类进入量子世界的“钥匙”,其一旦纯化,包括量子密码术、量子信息学及量子计算机,都将应运而生。

然而常见的状况是:受实验条件的限制和不可避免的环境噪声的影响,科学家们制备出来的纠缠态并非都是最大纠缠态,慢慢会退化成为混合态,而使用这种混合纠缠态进行量子通信和量子计算都将会导致信息失真。

此次,研究人员终于首次实现了高度完美化的纠缠态。其类似于光子的纠缠,在光学系统中,光子即使经分光后,仍然表现为“一致行动”。现在,研究人员利用超导体中的电子取代光子,来作为电路中的粒子,虽然两个量子点只相距1微米左右,但对于此类实验来说,这个距离大到足以证明纠缠态,物理学家终于在全固体材料中完美演绎了实验。

有评论称,该成果让科学家迈入了量子研究的新境界,因为笼统地讲,无论是光学还是固态系统,都具有实现量子计算和安全通信的潜力,但固体材料中的量子纠缠,最终更易将技术纳入到电子设备中。人们可欣喜地看到,在以原子为基石的微观世界里,光与电的行为将不再服从古典规则,而是量子物理规律。

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光之洗礼

marscj49 发表于 2010-1-30 22:38:40 |显示全部楼层
爱因斯坦也没有完全否定超光速运动的可能性,只是无法解决时间问题。

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guixiong 发表于 2010-1-31 09:58:42 |显示全部楼层
这里有点怪异,应该说光子在某个材料里的运动速度超过了真空中的运动速度才对吧?

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lkmax100 发表于 2010-2-1 18:08:51 |显示全部楼层
经常性的不时会看到有报道说超光速现象出现了......然后宣称老爱的那套咋的咋的了......其实个人感觉通过找到所谓的超光速运动的物质来反驳老爱的相对论那是完全没理解为什么相对论中会出现光速这么一个常数......
拿介绍的这个实验,究竟是在介质中传播的速度超过光速了呢,还是说是按照折射率反推回来的速度超过了光速呢?而且最后也说了,是少数的,那么这少数的究竟是真正的超过光速了还是只不过是实验误差?你总不能说因为一个人活到110岁然后就说所有人都绝对能活到110岁吧?
前段时间读过一句让我印象极其深刻的话:什么是科学?科学主要的作用不是来证明什么是对的,而是证明什么是错的。
相对论不然远谈不上完善,但是错误的证据是不足以证明相对论的错误或者局限的。
[url=http://www.xcnovel.com]邪辰[/url]

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飞天小铁猪 发表于 2010-2-3 21:50:14 |显示全部楼层
看不懂,只能标记下了

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Nustyl Vanisheri

求索者

旅行者徽记 光之洗礼

努塔瑞 发表于 2010-2-7 20:14:33 |显示全部楼层
假设相对论正确才能据此断言超光速合理与否……
.etc

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