編譯／高晟鈞 「如果你沒對量子力學感到震驚，表示你還沒徹底了解它。」這段話來自量子力學巨擘波耳。其實就算你完全 …

編譯／高晟鈞

「如果你沒對量子力學感到震驚，表示你還沒徹底了解它。」這段話來自量子力學巨擘波耳。其實就算你完全不懂量子力學，一個名為雙狹縫實驗的結果，也一定足夠讓你對量子力學感到震驚。

雙狹縫實驗最早始於英國物理學家Thomas Yang，於1803年在英國皇家學會發表的研究。該研究透過將光束射向一張紙卡上所劃出了兩道裂縫，穿過狹縫的光線會在屏幕上形成明暗相間的條紋圖案。這項研究駁回了牛頓的假說──光由粒子組成；而事實上，光不只是粒子，還是一種波，兩道光波的波峰與波谷相會時，會被疊加或是抵銷，最終造成這種類似斑馬線圖案的結果。

近期，帝國理工學院物理學家，在時間而非空間維度上重現了該實驗。該實驗使用一種可以在飛秒內改變光學特性的材料，這種材料被用來製造大多數手機屏幕的氧化銦錫薄膜。這種材料的反射率在極短的時間尺度上，被雷射光所改變，只允許光在特定的時間內快速連續地通過，為光創造了「狹縫」。

這種材料是一種超材料，一種被設計成具有自然界內觀測不到的特性的材料。對光的精細控制是超材料的前景之一，當在空間－時間維度上實現光的精確控制時，可以創造新的技術，甚至是類似於黑洞的物質來觀測其物理特性。

作者之一的John Pendry表示：「雙時間狹縫實驗為全新的光譜學打開了大門，該光譜學能夠在一個輻射週期的尺度上解析光脈衝的時間結構。」該團隊的下一步，是探索「時間晶體」中的現象，一種類似原子晶體，但其光學特性會隨著時間進行變化。

資料來源：ScitechDaily

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編譯／高晟鈞 3位來自於RIKEN理化研究所的物理學家所進行的研究表明，一種被他們稱為「魔法」的量子特性，很可 …

編譯／高晟鈞

3位來自於RIKEN理化研究所的物理學家所進行的研究表明，一種被他們稱為「魔法」的量子特性，很可能是解釋空間和時間如何出現的關鍵。這是理論物理學家首次將黑洞的混沌性質與量子的「魔法」特性聯繫起來。該研究被發表在Physics Review D。

而什麼是黑洞的混沌性質呢？在混沌系統中，一個微小的調整便可以產生一系列的連鎖反應，從而徹底改變最終結果。最著名的例子便是蝴蝶效應了，一隻蝴蝶在墨西哥煽動了一下翅膀，最終氣流發生變化，並在美國引起了龍捲風。

在量子水平中，黑洞會表現出類似的混沌水平。宇宙中有大量的輻射粒子，是空間各處發生量子與粒子對不斷地消失與出現的結果當這個過程發生在黑洞邊緣時，一些粒子的逃脫便會產生所謂的霍金輻射。簡單來說，將一個電子扔進黑洞，這個微小的變化，很可能產生如同蝴蝶效應般，改變黑洞所釋放的霍金輻射。

1990年代時，當時的理論物理學家Juan Maldacena將支配時空的引力理論與涉及量子粒子的理論聯繫起來。它設想了一個假設的空間，一個無限大的封閉系統，可以容納黑洞這樣受重力作用的物體，倘若粒子在表面移動，並由量子力學控制。它意識到，這種量子理論，等同於在描述黑洞與時空的引力理論。

「這種關係表明了時空本身並不存在，而是由某種量子性質產生的。」跨領域理論物理學家Kanato Goto說。Goto認為量子糾纏的特性在其中扮演相當重要的角色，邊界上糾纏的粒子越多，體積內的時空就越平滑。但僅僅如此仍不能解釋所有黑洞的特性。

Goto與其同事最終發現了量子特性中，一種他們稱為「魔法」的數學度量。透過計算機模擬量子態，他們發現在混沌系統中，任何狀態都會變得難以模擬，他們將其稱為「魔法」態。這種量子特性與黑洞的混沌本質有著密切的直接聯繫。

資料來源:Phys.org

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（中央社記者張雄風台北4日電）諾貝爾物理學獎今天揭曉，由美、法、奧地利3名進行量子研究的學者共獲殊榮。台灣學者 …

（中央社記者張雄風台北4日電）諾貝爾物理學獎今天揭曉，由美、法、奧地利3名進行量子研究的學者共獲殊榮。台灣學者說，由於量子力學長久以來都有物理學者辯論，經由3人的實驗研究，最後反證愛因斯坦所提出的量子力學悖論。

2022年諾貝爾物理學獎今天揭曉，由法國學者艾斯佩特（Alain Aspect）、美國學者柯羅瑟（John Clauser）、奧地利學者吉林哲（Anton Zeilinger）共享殊榮。

台灣科技媒體中心晚間邀集成功大學物理系特聘教授陳岳男、台灣大學物理學系教授管希聖、清華大學物理系教授牟中瑜、中央研究院物理研究所研究員陳啟東及中央研究院原子與分子科學研究所研究員陳應誠，共同分享獲獎3人的研究。

陳岳男指出，量子力學是物理學中長久以來的辯論題，物理學中有一個EPR悖論（Einstein-Podolsky-Rosen paradox）是E：愛因斯坦、P：波多爾斯基和R：羅森1935年為論證量子力學的不完備性而提出的一個悖論。

陳岳男說，由於量子力學現象沒辦法用古典物理學來說明，到了1965年由愛爾蘭物理學家約翰．貝爾提出了貝爾不等式，試圖對量子力學中的隱變量進行驗證。而今天獲獎的3人則是更進一步的實驗，確認貝爾不等式有誤，反而證明量子力學的現象。

管希聖進一步說明，量子力學是很奇怪的東西，需要互相辯證才能確認，因此愛因斯坦提出悖論，讓後來的人去想辦法證明；現在描述微觀的物理世界，都需要用到量子力學，如電子、光子等現象；其中奧地利學者吉林哲對量子的資通訊應用，有很大的貢獻。

陳啟東指出，貝爾認為物理就是實驗科學，因此想要驗證愛因斯坦是對的，提出貝爾不等式，但時至今日反而驗證了量子力學是對的。量子力學在現代科技的應用上，如量子通訊，不只是速度變快，且讓別人無法竊聽，可以用在軍事用途、或是與銀行交易往來交流等。

牟中瑜補充量子力學的應用，量子電腦要達到能使用、超越古典電腦，可能還要5至10年；量子通訊雖然已有短距離的使用，但長距離，如上百公里，短時間內還有困難；另外還有量子感測，可以讓各地方的時鐘同步化，甚至在衛星上的時鐘等也能做得到。

陳應誠表示，約莫6、7年前，法國學者艾斯佩特曾到台大物理系演講，現場幾乎客滿，主題就是研究關於貝爾不等式的驗證過程。

陳應誠回憶，他當下也曾直接向艾斯佩特提問，當一個光子打到玻璃後，隨機的方向性到底從何而來。沒想到艾斯佩特簡單回答「量子力學的本質就是隨機」。

管希聖也提到，其實2012年曾邀請奧地利學者吉林哲來台演講，很可惜最後未能成行。

陳岳男補充，其實現在台灣與維也納研究所也有連結，他的學生也在當地量子通訊所進行研究，也就是吉林哲的研究單位，主要針對量子操縱性，做為量子通訊上的應用；當地得知吉林哲獲獎後同樣歡聲雷動。（編輯：張芷瑄）

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