费曼实验的新解读:经典引力亦可产生量子纠缠

编辑者: Irena I

现代物理学长期以来一直面临着将引力相互作用与量子力学成功整合的巨大挑战。在四种基本作用力中,已有三种被成功纳入量子理论的框架之中,唯独引力,至今仍像一个难以捉摸的幽灵,拒绝被完全统一。正是在这样的背景下,理查德·费曼(Richard Feynman)在1957年提出的一个设想显得尤为重要:通过检验两个大质量物体之间的量子纠缠现象,来探究引力的量子本质。这一构想曾被认为是揭示引力量子化谜团的关键线索。

然而,最近一项发表于2025年10月《自然》(Nature)杂志上的研究,对这一传统观点进行了重大修正,无疑给物理学界投下了一颗重磅炸弹。研究人员基于理论实验室装置进行了深入计算,得出了一个出人意料的结论:此前被视为量子引力独有标志的量子纠缠现象,即使在纯粹的经典引力作用下,只要将其与量子场论相结合,同样可以产生。这意味着,在类似费曼实验所设想的实验中,仅仅观察到纠缠现象,并不能作为量子引力子存在的无可辩驳的证据,这极大地改变了人们对实验结果的预期。

该论文的作者们指出,当经典引力模型对物质进行更精确的描述时,它们有能力产生量子通信,进而导致量子纠缠的发生。这一发现将焦点从简单的“究竟是量子还是经典?”的二元选择,转移到了对实验参数进行更精细的分析上。过去,人们普遍认为经典引力不应产生纠缠,因为这会违反定域性原理。但新的计算结果揭示,这种效应的源头可能在于物质的虚拟载体,而非假设中的引力子本身,这为我们理解引力与量子现象的交织提供了新的视角。

由此可见,物理学界面临的任务变得更加复杂和微妙。当前的关键在于,必须设计出能够区分不同来源纠缠的方法:一种是源自经典机制所产生的纠缠,另一种则是真正源于引力量子本质的纠缠。科学家们认为,这种差异可能体现在所观察到的效应的尺度或强度上。这项在《自然》杂志上发表的理论前沿工作,呼吁研究人员在解释实验数据时采取更加负责任和审慎的态度,同时也强调了看似不相关的物理学领域之间,实际上存在着深刻的相互关联性,警示我们不能再简单地将纠缠视为量子引力的“铁证”。

来源

  • Phys.org

  • Phys.org

  • Big Think

  • Scientific American

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