[爆卦] 用氫原子檢驗量子糾纏是否源自蟲洞

[jackliao1990 (j)]

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/78f4-2gxv

1935年愛因斯坦等人提出愛因斯坦-波多爾斯基-羅森（EPR）悖論－糾纏粒子不管離多遠
都會瞬間表現出相關的屬性
愛因斯坦稱之為幽靈般的超距作用
後世則稱為量子糾纏
該年愛因斯坦和羅森還提出愛因斯坦-羅森（ER）橋
後世稱為蟲洞
2013年胡安馬爾達希納和倫納德薩斯坎德提出ER=EPR猜想
認為量子糾纏與蟲洞間存在關聯
此猜想將量子力學與廣義相對論連結起來
主張粒子間是透過蟲洞進行糾纏

加拿大新不倫瑞克大學博士生Irfan Javed和Edward Wilson-Ewing教授選擇氫原子來驗證
此猜想
氫是被研究得最精確的系統
其能階精確到小數點後15位
這使得氫對微小偏差都很敏感
尤其是它的超精細結構—質子和電子自旋間的磁相互作用產生的能量變化（比如用於繪製
銀河系地圖的21cm射電發射線）
氫原子的質子和電子本質上是糾纏的
如果蟲洞存在
電子的部分電場應該會洩漏到蟲洞中
質子的電場則不會
此洩漏在氫系統中應是可測的

科學家假設進入蟲洞的電子電場比例與質子和電子間的糾纏熵呈正比
接著他們假設此效應只影響點粒子而不影響像質子這種遠大於量子重力尺度的物體
這樣對外部觀察者而言
電子有效電荷被抑制了
就像它的部分電場消失在蟲洞中一樣
此作用與糾纏熵呈正比
因此糾纏態越多
受到的影響就越大

並非所有氫原子的自旋態都具有相同糾纏程度
在單重態中最大糾纏的自旋會經歷完全的抑制效應
而未糾纏的三重態則不會
科學家試圖透過比較同原子內的糾纏態和非糾纏態之間的能量差異來檢驗猜想
任何ER=EPR效應都會表現出可測量的兩種特徵－
1.電場洩漏會削弱糾纏自旋態和非糾纏自旋態之間的超精細分裂
2.如果蟲洞不可穿越
氫原子即使精確到小數點後20位都是電中性的
但也會攜帶少量但非零的淨電荷

這兩種效應均未被觀察到
這給任何潛在的ER=EPR效應的強度施加了嚴格限制
即使該效應存在
其強度也必須比根據超精細結構得出的估計值小少一百萬倍
比根據中性測量得出的估計值小十億倍

因為ER=EPR猜想尚未有足夠精確的表述
目前無法完美預測效應強度
銫、銣和鉀等較重原子的光譜精確度與氫原子相近且更易從實驗捕獲
因此它們可能提供更準的數據
這些數據或許是統一量子力學和相對論的萬有理論的基石

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