Trytrylook
(Jay)
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原帖由 mikeon88 於 2018-2-25 19:10 發表
我最近在看量子力學的YouTube，量子糾纏和量子疊加態，
請同學討論看看，有無不同意見？
哇! 好佩服 Mike 桑學習的精神!
遙想已脫離物理快10年了，憑著還有一絲的粗淺的回憶來回應 Mike，也順便複習一下!
在量子力學中，粒子基本上分兩大類:
1. 費米子 (Fermion)
2. 玻色子 (Boson)
這兩大類基本上就是靠粒子的自旋特性!
在這裡的自旋 (spin) 是指量子力學中粒子的內在特性 (你可以想像成一個人的個性) 跟一般古典物理中的星球自旋是不同的!
如果粒子的自旋量為正的半奇數 ( 2n+1)/2, n = 0, 1, 2, 3, 4....... 則為費米子 (Fermion)
如果粒子的自旋量為正整數 n = 0, 1, 2, 3, 4....... 則為玻色子 (Boson)
關於疊加態，其實簡單說就是數學裡的加法，重點在於疊加態的數學只可以用在線性方程式!
既然 Mike 桑有在看量子力學的課程，必定對薛丁格方程式 (Schrödinger equation)不陌生，
薛丁格方程式也是線性的方程式，所以疊加態的數學也可以適用於量子學中!
就以剛剛說的自旋來舉例!
電子的自旋量為 1/2，它擁有兩種相互正交的自旋本徵態: 上旋 (Spin-up) 和 下旋 (Spin-down)，
簡單說，電子要就是上旋，不然就是下旋，整體系統機率為100%.
(就像股價，不是漲就是跌，平盤不計考慮 XDD)
所以整體量子態 |F> 就是上旋跟下旋的疊加!
|F > = C_up |UP> + C_down |DOWN>
其中 C_up 和 C_down 別是複數係數，且為了歸一化 |F > ，|C_up|^2 + |C_down|^2 = 1
係數 C_up 和 C_down 別為電子處於 Spin-up 或 Spin-down 的機率：
P_up = |C_up|^2
P_down = |C_down|^2
總機率必須等於 1 (代表 100%) P = P_up + P_down = |C_up|^2 + |C_down|^2 = 1
至於 量子糾纏 (quantum entanglement) 也是很有趣的現象!
字面上的糾纏也就說明了他們彼此存在著關聯性 (股價 跟 ROE ?)!
簡單說，一個自旋為 0 的粒子衰變出兩個相互反方向移動的粒子 (A粒子 跟 B粒子)，
如果你測到 A 粒子 為 Spin-up 則 B粒子你連測都不用測必為 Spin-down !
有趣的地方在於， 就算 A、B 粒子距離有無窮遠，只要你測出 A粒子狀態，你可以立刻瞬間知道 B粒子的狀況!
看似彼此之間存在著超光速的訊息傳輸，其實並沒有! 不然會違反因果論!
有興趣可以參考 EPR 悖論!
哈~~~以上是很粗淺的說明，如有錯誤的地方還請版上的物理大師指正，感謝~~~~ |
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