测量量子的某些属性，同时保持其它属性仍为不确定态
majer @ 2020.03.09 , 10:00 上午众所众知，量子力学有许多超乎常理之处。比如说，测量会导致量子态的坍塌。剩下的一个问题：是否存在理想的量子测量之类的东西，可以使我们单单测量系统的某个方面，从而不会导致整个系统的坍塌。
在1940年代，美国-匈牙利数学家约翰·冯·诺伊曼(John von Neumann)认为，测量量子系统的一部分(如电子在轨道上的位置)将为其产生足够的量子噪声，从而使电子失去概率波的状态。
几年后，德国理论物理学家格哈特·吕德斯(Gerhart Lüders)对冯·诺依曼的假说提出了质疑，指出即使某些粒子属性变得明确，另外方面上的不确定性质仍会保留。
尽管物理学家在理论上赞同吕德斯的观点，但只有实验才能充当裁判，而这可不是轻松就能完成的实验。
研究人员用缺少电子的锶原子作为陷阱，捕获电子，同时保证我们没有获取电子轨道的信息，使它们处于两条轨道之间的电子云状态。
这或多或少地类似于诸多量子计算机中的技术。激光迫使离子中的电子叠加运动，当高能态的电子落回原位时放出的光子，可以使我们确认轨道间的电位移动。
只有检测到光子，我们才能将电子锁定到确定的位置。全部过程耗时百万分之一秒
斯德哥尔摩大学物理学家Fabian Pokorny说：“每当我们测量电子的轨道时，测量的答案将是电子在较低或较高的轨道上，而从不在两者之间。从某种意义上说，测量迫使电子把自己的轨道确定下来。”
他们发现，量子系统从可能性到确定性的过渡并不是绝对的事情。可以测量它的各个方面，例如电子的最终静止位置，同时不影响和确定其叠加的某些特征。吕德斯当年的说法是正确的。
斯德哥尔摩大学的物理学家、首席研究员Markus Hennrich说：“这些发现为理解大自然提供了新思路，并且与现代量子物理学的预言相一致。”
而且，转变不是瞬间发生的。借助超高速相机，我们可以看到电子呈现出一个清晰的轨迹。研究团队证明，这一变化是一个不断发展的过程，似乎从完全不确定性到特定轨道的转变是可能性逐渐升高的过程，而非瞬时效应。
这也不是第一个做出此类发现的实验。量子迁越类似积蓄能量的“火山喷发”，而非“电灯开关”。但新实验确实为理论增加了一些有趣的细节，从而可以实现理想的测量。
可悲的是，我们还是不知道，这一特性，对宏观世界意味着什么，更不用说如何帮助薛定谔的那只可怜猫咪了，它还在黑暗中耐心地等待着。
我们所知道的是，打开盒子并没有完全使猫咪脱离非生非死的奇异状态。
这项研究发表在《物理评论快报》上。
本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。
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