歐洲核子研究中心發現羊群竟存在量子糾纏

2025-04-08 | 來源: 煎蛋網 | 轉到微信 | 有0人參與評論 | 字體: 放大縮小 | 收藏 | 打印

量子糾纏無疑是物理學中一個引人入勝的現象。想象一下，兩個粒子無論相隔多遙遠，它們的狀態都如同被一根無形的線緊密相連。正是因為在糾纏光子方面的開創性實驗，Alain Aspect, John F. Clauser 和 Anton Zeilinger 共同摘得了2022年的諾貝爾物理學獎。這些實驗有力地證實了已故的歐洲核子研究中心(CERN)理論物理學家 John Bell 對於糾纏現象表現形式的預言。時至今日，這種奇特的聯系已在多種系統中被觀察到，比如2024年在CERN的大型強子對撞機(LHC)中觀測到的頂誇克糾纏。不僅如此，量子糾纏還在量子密碼學和量子計算等領域找到了重要的社會應用。而現在，它似乎還能解釋綿羊(ovis aries)那著名的群體行為之謎。

四十多年來，每逢春夏時節，總有一群綿羊在CERN的園區內悠閒地漫步。它們與CERN的牧羊人一起，幫助維護著LHC周圍廣闊的草地，這也是該組織長期致力於保護園區生物多樣性的一部分努力。有趣的是，這些羊群的聚集行為也引起了CERN物理學家的濃厚興趣。綿羊的行為模式被普遍認為與粒子有相似之處，它們的隨機運動早已是動物學家和物理學家共同研究的對象。研究者們注意到，羊群能夠迅速改變整體狀態，這與固體或液體中原子的相變過程驚人地相似。這種現象有時被戲稱為“蘭姆位移”(Lamb Shift)，甚至可能導致羊群陷入一些怪異的境地，比如一圈又一圈地原地打轉好幾天。

如今，一項新的研究似乎為羊群這些非凡的能力找到了更深層次的解釋。CERN的科學家們宣稱，他們在綿羊身上發現了量子糾纏的證據！通過運用先進的建模技術和特制的追蹤器，研究結果表明，羊群中單個綿羊的大腦以一種量子糾纏的方式相互連接。這意味著，無論它們彼此相距多遠，都能幾乎在同一時刻做出相同的移動或發出叫聲。這一發現不僅對綿羊研究領域具有多重意義，更為量子物理學開創了一個全新的“咩咩叫”的分支。

“我們當時正好在羊群旁邊吃午餐，這純屬巧合，”HERD合作項目的負責人 Mary Little 談及項目緣起時笑著說。“當我們看到並‘聽’到(herd)它們的行為時，就萌生了利用實驗室現有技術來深入研究羊群運動模式的想法。”

觀察到羊群能夠如此同步地移動和鳴叫，一個核心問題油然而生(aries)：既然綿羊的行為如此像亞原子粒子，那麼量子效應會不會正是它們這種奇特行為背後的原因呢？

“顯然，我們不可能把它們都關進一個盒子裡，然後看它們是死是活，”項目研究員 Beau Peep 解釋道。“不過，通過假設每只羊都是完美的球形，我們就能用幾乎模擬亞原子粒子完全相同的方式來建立它們的行為模型。”

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物理學家們利用了類似於LHC實驗中的精密追蹤器，成功定位了綿羊大腦中可能引發這種糾纏現象的特定粒子。這些粒子被戲稱為“綿子”(moutons)，用希臘字母 λ(lambda)表示。它們屬於輕子家族，是μ子(muon)的近親，但似乎更為“毛茸茸”。

目前，這些發現的統計顯著性達到了4西格瑪。這足以表明存在這種現象的證據，但尚未完全達到公認的“觀測”級別標准。

“還需要進行更多的研究，才能最終確認這究竟是綿羊糾纏現象的真實觀測，還是僅僅是一次統計上的巧合，”HERD合作項目的發言人 Ewen Woolly 謹慎地表示。“不過，研究過程可能會有些困難，因為我們發現這項研究似乎總讓物理學家們莫名其妙地昏昏欲睡。”

“雖然量子糾纏現在是解釋這一現象的主流理論，但我們必須考慮所有可能性，”CERN的理論物理學家 Dolly Shepherd 補充道。“誰知道呢，或許在它們厚厚的羊毛下面，還隱藏著其他未知的變量。比如說……狼？”