科学家在突破中发现全新的量子纠缠

布鲁克海文国家实验室科学家的发现可以揭示从量子计算到天体物理学等主题

布鲁克海文国家实验室

美国布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory）的科学家发现了一种全新的量子纠缠，这种现象导致粒子变得奇怪地联系在一起，即使跨越广阔的宇宙距离，一项新的研究报道。这一发现使他们能够捕捉到原子内部奇异世界的空前未见的现象，原子是物质的微小组成部分。

这项令人费解的研究解决了关于原子核的长期谜团，原子核包含称为质子和中子的粒子，并可能有助于阐明从量子计算到天体物理学等主题。

令人兴奋的发现发生在相对论重离子对撞机（RHIC）上，这是纽约布鲁克海文的一个专门设施，可以将带电原子（称为离子）加速到几乎光速。当这些离子碰撞时——甚至只是彼此靠近——它们的相互作用暴露了原子的内部运作，这些原子受量子力学的迷幻定律支配。

在这个微小的领域里发生了各种奇怪的事情，但量子纠缠尤其奇怪，以至于阿尔伯特·爱因斯坦称之为“远距离的幽灵动作”。当粒子相互交织时，就会发生这种现象，导致它们的性质（如自旋或动量）同步，即使它们相距数十亿光年。量子纠缠已经在实验室中被证明过无数次，但纠缠的粒子一直属于同一组，具有相同的电荷，例如没有电荷的光子或带负电荷的电子。

现在，布鲁克海文的科学家有史以来第一次捕获了由两个具有不同电荷的粒子纠缠产生的干涉图案，这一突破为构成宇宙中可见物质的神秘原子内部开辟了一扇全新的窗口。这项研究报告发表在周三的《科学进展》上。