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「量子躍遷」通俗解釋:它的過去、現在和將來
自從量子力學開始以來,就量子力學怪異而又成功的預測如何解釋,引起了激烈的辯論。這場辯論的核心和起源是量子躍遷:量子對象看起來如奇蹟般的瞬時間跳躍變遷。量子躍遷是量子力學的基礎概念之一,這是由於原子中的電子從一個軌道或一個能級隨機瞬間地跳到另一軌道或一個能級,而不會佔據中間的空間。
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顛覆物理學基本認知:量子躍遷可以被預測了
在這種特殊情況下,「量子躍遷的進程就很難被預測或中途逆轉,」論文的共同作者Parveen Kumar解釋道,他是魏茨曼科學研究所的博士後。這意味著,即使我們一開始成功預測了量子躍遷發生,但無法避免會再次「跟丟」系統。而即使在躍遷可預測的期間,也會存在一些差異。Snizhko表示,這些過程中還包含著一種不可預測的組分。
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耶魯科學家驗證量子躍遷確屬連續過程,成功開發量子躍遷預測機制
描述微觀世界的量子力學在約一個世紀前剛問世那會,代表著一些與經典理論完全相悖的,被當時的物理學家們稱為是「激進」的反直覺思想,其中相當著名的一個便是「量子躍遷(Quantum Leap)」,即一個量子系統在兩個量子態間的轉換過程。
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耶魯科學家驗證量子躍遷確屬連續過程,並成功開發量子躍遷預測機制
,其中相當著名的一個便是「量子躍遷(Quantum Leap)」,即一個量子系統在兩個量子態間的轉換過程。波爾認為,原子中每個電子的能級都是「量子化的」(quantized,此處可以近似理解為是「量化的」,因為量子化本身指的其實是一個 quanta 對應一個特定的能量值),因此電子能級躍遷所需的能量也是「量子化」的,僅有當入射能量的大小等於特定的值時電子的能級躍遷才會發生,他提出,這一過程能由「電子吸收和放出攜帶合適大小能量的光子」來完成,並以此解釋了不同原子的吸收和放射光譜會呈現出不同特徵
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電子躍遷,是電子的量子糾纏運動嗎?
我們先來看看「電子躍遷」的提出。因為氫原子核外電子繞核高速旋轉,若在旋轉過程中不斷減小軌道,則要向外幅射」連續」的電磁波,但實驗驚奇地發現氫光譜是「不連續」的,為了解釋這一實驗現象,玻爾提出了「電子躍遷」的假說來回答這個問題。不同的譜線(氫光譜)對應電子繞核運行的不同軌道,電子只可能在這些軌道上運行,也只有在這些軌道間變換,這就形成了電子的躍遷。
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耶魯大學觀察到量子躍遷動搖了哥本哈根詮釋?量子躍遷本質探索
實驗首次捕捉到了躍遷中的量子系統,這意味著量子躍遷並非哥本哈根詮釋所認為的完全隨機、瞬時發生的過程,而是更符合薛丁格的波函數理論。實驗的意義還遠不止於此。研究人員利用高速檢測系統,成功標記出量子躍遷即將出現的時候,在半路「抓住」它,然後再逆轉,將系統恢復到初始狀態。
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量子力學被推翻了?量子躍遷需要時間嗎?來西瓜視頻了解吧
然而在此實驗中,研究人員通過特製的高速監測系統,成功捕捉到了量子躍遷將要發生的起始時間,並以此在量子躍遷進行到一半的時候人為逆轉量子態的轉換過程,使系統恢復到其初始態,實現了對此前被認為是「不可避免且完全隨機」的量子態轉換過程的量化操控。有人說耶魯大學最新報告顯示量子力學的理論大廈開始坍塌,然而量子力學被推翻了嗎?很可惜沒有。量子力學的不確定性原理被推翻了嗎?很可惜也沒有。
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變不可能為可能:通過經典化探測量子躍遷過程_騰訊新聞
上面我們解釋了,在量子力學中,這是不可能做到的。所以一些人把這個實驗稱之為突破量子力學的實驗。其實這個實驗並沒有突破量子力學,實驗是將量子躍遷過程經典化。在經典化的量子躍遷過程中,我們是可以知道原子什麼時候放出了這個光子。 那麼這個實驗是如何把量子躍遷過程經典化的呢?研究人員用另外一束光連續地觀測原子的狀態,來判斷原子是不是總是處於高能態。
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薛丁格的貓終於有救了:Nature 研究首次觀測到量子躍遷過程
大家普遍習慣用這個術語來解釋重大變化,但純粹主義者可能會表示反對,因為這樣會忽略一點,就是兩種量子態之間的躍遷通常極其微小,從而無法更早地被注意到。但是真正的重點是,這個現象發生得很突然。事實上,許多量子力學的先驅認為量子躍遷是瞬時的。一項新的實驗表明,事實並非如此。
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杜絕理論與公式,用最通俗的語言講一講:深奧的量子躍遷是什麼?
在微觀量子世界中有一些很神奇的現象,例如:量子糾纏、量子隧穿、量子漲落、量子躍遷等等,這些現象是微觀量子世界特有的,在我們所熟知的宏觀世界中無法找到與其相似的案例,也無法使用宏觀世界的理論(經典力學、相對論)去解釋它,所以往往我們去形容這些現象時,都會去套用一些深奧的理論與複雜的公式,這樣就讓這些微觀現象變得十分晦澀難懂,今天量子科普用最通俗的語言和大家聊一聊
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量子躍遷:「無用」研究背後的玄機
這一規則認為,量子力學對客觀世界的描述只能是統計性的,而不是確定性的,系統的客觀狀態應該是那些數學上允許的各種可能本徵態的統計疊加,並隱含地假定系統在這些態之間的量子躍遷是隨機且不連續的。 這種觀點遭到了以愛因斯坦、薛丁格為代表的確定論者的強烈反對,引發了量子力學發展史上的哲學大辯論。
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顛覆量子物理學認知!科學家成功預測了測不準的「量子躍遷」現象
這思想實驗與量子物理學的關係在於這種不確定性:在一小時內的任何時候都無法知道貓是活著還是死了,理論上它是活的也是死的,直到有人打開盒子並直接觀察貓才能知道狀況。簡而言之,這就是量子疊加:量子系統可以同時存在於兩個狀態中,一旦進行觀察,它就會隨機的量子「躍遷」(jump)到一個狀態。
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Nature研究首次觀察到量子躍遷,意味顛覆了不確定性原理?
實驗首次捕捉到了躍遷中的量子系統,這意味著量子躍遷並非玻爾和海森堡所認為的完全隨機、瞬時發生的過程,而是更符合薛丁格的波函數理論。上世紀 20 年代中期,物理學家玻爾、海森堡等人建立了量子理論,而量子躍遷的瞬時性正是其中的核心支柱,這套理論被稱為哥本哈根詮釋。
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薛丁格的貓有救了:物理學家通過新方法預測量子躍遷
此次實驗在耶魯大學教授米歇爾·德沃雷特(Michel Devoret)的實驗室中開展,由主要作者茲拉特科·米奈弗(Zlatko Minev)提出,首次對量子躍遷的真正運作機制進行了考察。而結果令人大吃一驚,與丹麥物理學家玻爾的著名理論背道而馳。該研究結果顯示,與之前認為的不同,量子躍遷的發生既不突然、又不隨機。
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102思維模型:量子思維一在糾纏中躍遷
凡是冠以「量子」之稱的概念,基本上說的都是很小的微觀世界的事情。微觀世界的物理規律與宏觀世界大不一樣,宏觀規律我們可以通過感官進行體驗,而量子世界的微觀定律卻是「看不見摸不著」的。在宏觀世界中,我們用牛頓定律描述物體的運動。而在微觀世界,牛頓定律就失去了作用,例如要描述原子中電子的運動規律,牛頓的經典力學就失靈了,這時候就會用到用來解釋微觀世界的量子力學了。
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實驗捕捉到了一個躍遷中的量子—量子力學的創始人認為這不可能
通過製作一種量子躍遷的高速電影,該作品揭示了這個過程就像一個雪人在陽光下融化一樣漸進。耶魯大學的Michel Devoret說:「如果我們能夠快速有效地測量量子躍進,這實際上是一個持續的過程。」這項研究由德沃雷特實驗室的研究生茲拉特科米內夫牽頭,於周一發表在《自然》雜誌上。同事們已經很興奮了。
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【專題】氫原子能級躍遷
從低能級到高能級躍遷吸收能量(吸收光子或被實物粒子撞擊),從高能級到低能級躍遷放出能量(輻射光子),吸收或放出能量值等於能極差②氫原子向高能級躍遷,吸收光子時,光子能量必須正好等於能極差,如果光子能量大於能極差,則不發生躍遷(啥都不發生);氫原子向高能級躍遷,如被實物粒子撞擊(如電子或α粒子轟擊),則粒子能量大於能極差即可③氫原子電離時,無論是吸收光子還是被粒子撞擊,只要能量大於電離所需能量值即可
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李同罡:躍遷和裂變
李同罡躍遷和裂變李同罡《白浪情》群友這裡有兩本書,《躍遷》和《裂變》,就在書架上擺放著。躍遷和裂變的原始概念,源於原子物理學和量子物理學。原子由原子核和繞核旋轉的外圍電子組成,原子包含核內粒子(質子和中子)核外電子層,這些微觀粒子通稱為量子。之一:躍遷(transition)是量子躍遷的簡稱。
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耶魯大學的電子躍遷實驗真的能證明?
雖然相對論的高端解釋還是只有高級科學家才能理解,但是經過霍金等眾多科學家的科普,一個高中生甚至一個初中生都能利用相對論在現實中的實例去理解它基本的含義,也就是懂相對論的皮毛,知道它是研究啥的。但是量子力學完全就讓物理學家完全懵了,更別說我們普羅大眾了,什麼不確定性原理、什麼波函數坍塌等等,它們的現象或者解釋完全和我們宏觀常識不一樣,甚至是對立的。連量子力學大神費曼都說,其實我們沒人懂量子力學。
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俄羅斯一大學聲稱神秘金屬巨石是量子躍遷實驗結果
近日,俄羅斯圖拉的一所大學聲稱這是他們的科學家在進行「量子躍遷實驗」出現差錯的結果,信不信由你。無注釋原文:Quantum leaping from Tula to the world?「量子躍遷實驗是不可預知的。一名實驗室技術人員犯下的錯誤導致該物體被錯誤地傳送到美國,後來又被傳送到羅馬尼亞,」科學家們報告說。