量子的波粒二象性、量子纠缠、量子叠加是什么样子的?

蓝色布鲁斯


你问了有关量子的三个问题,不太明白量子之间是什么关系。波粒二象性指的是光子,光子像波又像粒子,跟电磁波有些相似,都是传递信息和能量的使者。量子纠缠和量子叠加是一个意思,这才是指的量子最小的微观世界,一个原子分割开的最小的粒子,正负电子缠绕的一种神奇现象。因为太神奇,引伸出量子力学神奇伟大的理论学说,量子纠缠和量子叠加是这个理论常用的名词。好了,你现在该明白光子与量子是什么关系了。


自然风161212381


其实我觉得还是要先从量子讲起,因为很多人对量子是什么都不知道,所以它的特性也就无从得知了。


量子是什么?

其实量子就是能量的最基本的携带者,它可以说是物理世界中最小的、不可分割的基本单元。

“光子、质子、中子、电子、介子”等等,我们都可以用你量子来称呼,它是物理世界中基本粒子的统称。

如果往细了说,我们也可以认为这个世界就由量子组成的,是不是很神奇?

宏观世界的很多规律到了量子力学中就会发生很大的变化,一个物体中可能会出现同时相互矛盾的两个状态。

你只要记住量子世界会出现各种奇妙的现象,是不同于宏观的物理世界的。

什么是波粒二象性

重点就在与波粒这两个字,这也量子粒子的特征,微观的粒子处于不同的环境时,有时候会表现出波动性,有时候这回表现出粒子性。

在微观世界中,我们总是认为粒子应该就是一个小小的球形。

但是实际上它并没有什么确切的大小、形状、位置、轨迹。

宏观世界的经典物理概念在这里统统不适用。

在微观世界中,粒子好像波一样弥散在广阔的空间中,即有粒子状分离的模样,又好似云雾一样弥散的波动。

所以量子理论的特点,不是在空间中计算它的确切位置,而是给出它在这个点存在的概率。

什么是量子纠缠?

就是量子粒子之间相互的作用,哪怕粒子之间离的非常的远,但是它们依旧互相作用,互相参照,而不是彼此独立的。

两个处于纠缠状态的量子一旦分开,不论分开得有多远,哪怕再宇宙的另一端,只要你对着一侧的量子进行观测,宇宙另一侧的量子也会发生变化 。

也就是说这种变化是不需要经过时间空间的限制,是不是非常的神奇?

爱因斯坦更是把这种现象称之为“幽灵般的超距作用”。

什么是量子叠加?

量子同时以0和1的形态存在,这种现象就可以被称为量子叠加。

在量子世界中,量子可以拥有多个可能状态的叠加态,听起来有点绕嘴。

我们可以这么理解,在量子世界中,一个状态可以是1和2之间,它既不是1,也不是2,但是它又可以是1,也可以是2。

是不是听上去很神奇,在我们宏观世界中,怎么可能会有这种事情发生,太不现实了,

但是在量子世界中,它可以同时出现在很多地方,就好像拥有非常多的分身一样。

当然我只能简单的解释一下,如果需要深入的学习话,建议寻找专业的书籍进行深入研究。

希望上述所讲能够帮助到你。


晓丰读书


我是蛋蛋说科学,这个问题我来回答。

量子是物理学中对微观世界内最小的不可分割的基本单位。量子理论的提出以及完善,完美解释了物理微观世界中经典物理难以解释的诸多现象。量子力学被认为是描写微观物理世界的理论基础。

量子的波粒二象性:说起量子的波粒二象性,就要提起双缝实验以及光电效应。因为通过双缝实验,人们才认识到量子的波动性;通过光电效应,确定了光的粒子性。首先,量子的定义中已经说明,量子是物理量中不可分割的最小单位,所以量子具有粒子性质。另外,双缝实验中,量子通过双缝后,在探测屏上呈现一系列明亮条纹与暗淡条纹,这是波的干涉现象,所以具有波动性,因此量子同时具有粒子性与波动性。

量子纠缠:量子纠缠定义,一个红粒子和一个蓝粒子,在没有时间的第三空间里发生了神秘的关联,成为量子纠缠。即,两个或两个以上的粒子,即使在空间上分开,仍相互影响的现象,便为量子纠缠。这种纠缠存在非定域、非经典的强关联。对于量子纠缠,就不像量子波粒二象性那样容易理解了,的确,处于相互纠缠的两个粒子,无论距离多远,他们之间都会存在这种神秘的关联,这无法用经典物理学解释,也因此被爱因斯坦称之为“遥远地点间诡异的互动”。虽然我们现在还不能完全解释这种现象,但是我们已经可以简单的根据其纠缠特性来为我们生活带来些许便利,对量子纠缠的应用主要在通讯领域。相信随着研究的不断深入,量子力学的不断完善,我们的生活将发生翻天覆地的变化。

量子叠加:这理解起来似乎更难。指的是一个量子系统同时处于不同的量子态的叠加态上,称之为量子叠加。在此,“薛定谔的猫”理论更形象的描述为,一只猫,可以同时既是活的又是死的。微观世界里,我们的研究还是不够深入。而人们思想里宏观宇宙以及经典物理已经深入骨髓。而微观世界里的现象,不能用经典物理学去解释。量子叠加对应的是量子叠加态塌缩。说的是,量子系统处于叠加态,因测量观察等干预,而从叠加态塌缩到多状态其中的一种状态。这里需要指出的是,量子所处的状态是叠加态,量子塌缩是因为收到干预而出现的随机状态,而非现有状态后有干预。

量子力学由旧量子学发展而来,随着人们对微观世界的认识,而逐步完善。量子世界里的波粒二象性、量子纠缠、量子叠加等现象对我们来说仍只是我们观测和推理的量子现象。其原理还远远没有被触摸,相信不久的将来,随着各种理论的不断完善,宏观宇宙及微观世界在我们面前都不再神秘。


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