物理学考研考什么科目，物理学考研考什么科目要多少分
当两个粒子纠缠在一起时，一个粒子的状态与另一个粒子的状态联系在一起。
2022 年诺贝尔物理学奖表彰了三位在理解所有自然现象中最神秘之一：量子纠缠方面做出开创性贡献的科学家。
用最简单的术语来说，量子纠缠意味着纠缠对中的一个粒子的各个方面取决于另一个粒子的各个方面，无论它们相距多远或它们之间有什么。例如，这些粒子可以是电子或光子，一个方面可以是它所处的状态，例如它是否在一个方向或另一个方向上”旋转”。
量子纠缠的奇怪之处在于，当你测量纠缠对中的一个粒子时，你会立即知道另一个粒子的一些东西，即使它们相距数百万光年。两个粒子之间的这种奇怪的联系是瞬间的，似乎打破了宇宙的基本定律。阿尔伯特·爱因斯坦将这种现象称为”远距离的幽灵行动”。
在花了二十年的大部分时间进行植根于量子力学的实验之后，由于越来越精确和可靠的仪器以及今年诺贝尔奖获得者Alain Aspect，John Clauser和Anton Zeilinger的工作，物理学家现在以极高的确定性将量子现象整合到他们对世界的知识中。
然而，直到1970年代，研究人员仍然对量子纠缠是否是一种真实现象存在分歧。而且有充分的理由——谁敢与伟大的爱因斯坦相矛盾，而爱因斯坦本人对此表示怀疑？直到新的实验技术和大胆的研究人员的发展，终于揭开了这个谜团。
根据量子力学，粒子在被观察到之前同时处于两种或两种以上的状态——薛定谔著名的猫同时死去和活着的思想实验生动地捕捉到了这种效应。
要真正理解量子纠缠的诡异性，首先要了解量子叠加。量子叠加是粒子同时以多种状态存在的想法。当进行测量时，就好像粒子选择了叠加态中的一种状态。
例如，许多粒子具有称为自旋的属性，对于分析仪的给定方向，该属性被测量为”向上”或”向下”。但是，在你测量粒子的自旋之前，它同时存在于向上自旋和向下自旋的叠加态中。
每个状态都有一个概率，并且可以从许多测量中预测平均结果。单个测量值上升或下降的可能性取决于这些概率，但本身是不可预测的。
虽然很奇怪，但数学和大量实验表明，量子力学正确地描述了物理现实。
量子纠缠的诡异性源于量子叠加的现实，并且在1920年代和1930年代发展该理论的量子力学创始人很清楚。
为了创建纠缠粒子，你基本上将一个系统一分为二，其中各部分的总和是已知的。例如，您可以将自旋为零的粒子拆分为两个必然具有相反自旋的粒子，以便它们的总和为零。
1935年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）、鲍里斯·波多尔斯基（Boris Podolsky）和内森·罗森（Nathan Rosen）发表了一篇论文，描述了一个实验，旨在说明量子纠缠的看似荒谬，它挑战了宇宙的基本定律。
这个思想实验的简化版本，归因于大卫·博姆，考虑了一种叫做π介子的粒子的衰变。当这个粒子衰变时，它会产生一个电子和一个正电子，它们具有相反的自旋并相互远离。因此，如果测量电子自旋向上，那么正电子的测量自旋只能向下，反之亦然。即使粒子相距数十亿英里，也是如此。
如果电子自旋的测量总是向上，而正电子的测量自旋总是向下，那就好了。但是由于量子力学，每个粒子的自旋在被测量之前都是向上和向下的。只有当测量发生时，自旋的量子态才会”坍缩”为向上或向下 – 瞬间将另一个粒子坍缩成相反的自旋。这似乎表明粒子通过某种比光速更快的方式相互通信。但根据物理定律，没有什么能比光速更快。当然，一个粒子的测量状态不能立即确定宇宙远端另一个粒子的状态吗？
包括爱因斯坦在内的物理学家在1930年代对量子纠缠提出了许多替代解释。他们推测，有一些未知的性质 – 被称为隐变量 – 在测量之前决定了粒子的状态。但当时，物理学家没有技术，也没有明确的测量定义来测试量子理论是否需要修改以包含隐藏变量。
直到1960年代才有答案的线索。约翰·贝尔（John Bell）是一位才华横溢的爱尔兰物理学家，他没有活着获得诺贝尔奖，他设计了一个计划来测试隐变量的概念是否有意义。
贝尔提出了一个现在被称为贝尔不等式的方程，对于隐变量理论，这个方程总是正确的——而且只有正确的，而对于量子力学并不总是正确的。因此，如果在现实世界的实验中发现贝尔方程不满足，则可以排除局部隐变量理论作为量子纠缠的解释。
爱尔兰物理学家约翰·贝尔（John Bell）提出了测试量子纠缠是否依赖于隐变量的现实的方法。
2022年诺贝尔奖得主的实验，尤其是阿兰·阿方面（Aspect）的实验，是对贝尔不等式的第一次检验。该实验使用的是纠缠光子，而不是像许多思想实验那样由一对电子和一对正电子组成。研究结果最终排除了隐变量的存在，隐变量是一种神秘的属性，可以预先决定纠缠粒子的状态。总的来说，这些实验和许多后续实验证明了量子力学是正确的。物体可以在很远的距离上相互关联，这是在量子力学之前的物理学无法解释的。
重要的是，这与狭义相对论也没有冲突，狭义相对论禁止超光速通信。远距离测量相互关联的事实并不意味着信息在粒子之间传递。相距遥远的两方对纠缠粒子进行测量时，无法利用这种现象以超过光速的速度传递信息。
今天，物理学家继续研究量子纠缠，并研究潜在的实际应用。尽管量子力学可以以令人难以置信的精度预测测量的概率，但许多研究人员仍然怀疑它能否提供对现实的完整描述。但有一件事是肯定的。关于量子力学的神秘世界还有很多有待讨论。
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