1小時科普量子力學
▏一本書光速科普量子力學,探索20世紀最偉大的物理學發現▏
◎什麼是粒子的「自旋」?
自旋,與質量、電荷等物理量一樣,是微觀粒子的一個基本屬性,是量子力學當中特有的屬性,它並沒有古典物理學的對應物。
自旋為半整數的粒子,組成宇宙中的「物質」,而自旋為0、1、2的粒子產生物質粒子間的力。在已經發現的粒子中,自旋為整數的,最大自旋為4;自旋為半奇數的,最大自旋為3/2。自旋為1/2的粒子包括電子、正電子、質子、中子、中微子和夸克等,光子的自旋為1。
「人們樂於將自旋類比於古典物理中的自轉(比如地球),但這種比喻只在一定程度上可用。自旋是微觀粒子的内稟屬性,不能用古典轉動的圖景來解釋。」
◎測不準原理是在「測」什麼?
測不準原理,也稱為不確定關係。測不準原理是1927年由海森堡提出的,在量子力學中的地位一直存在很大的爭議。
測不準原理是這樣的:當一個電子完全自由時,由於它可以處在空間中的任意位置,而且處在任意位置的機率一樣,所以其位置的不確定度為無窮大。
所以,測不準原理,測的就是「電子在任意位置的機率」。
但是測不準原理中的所謂「不確定度」,到底是指對單一微觀過程進行測量的可能誤差呢?還是指在相同條件下進行多次測量的統計偏差呢?
◎量子纏結(或稱糾