399718奇闻趣事网majer 【奇闻趣事网】399718.com03.27 , 23:59
黑洞视界，会让量子系统退相干
关于量子叠加，有著名的哥本哈根诠释。
随便考虑一个量子力学里的著名实验，比如说用薛定谔的猫。众所周知，如果我们不去获取盒子里的信息，猫就会处于生死叠加态。
现在，假设盒子具备向外广播的功能——发出一个携带猫状态信息的光子，但没有被人接收到，直到光子飞出好几光年远，才被一个位于某个静止黑洞视界边缘的观察者接收到。
按道理，在观察者接收到(或者说解读)盒子发出的光子的瞬间，猫的生死叠加态就会坍塌，生或死，变成了铁一般的事实。
但就是那么巧，观察者刚一接收到光子，因为某些操作失误，越过了那条绝对不能跨过界限，进入到黑洞视界的另一侧。同样众所周知，穿过了黑洞的视界，就再也无法返回，甚至可以当它已不在这个宇宙之中。
那么在当前的情况下，有人观测了猫的状态，但这个人又不在我们的宇宙之中，猫的叠加态是否还能保持呢？
去年，芝加哥大学的一小群物理学家，Daine Danielson、Gautam Satishchandran和Robert Wald在一项思想实验中考虑了这一过程，经理论推导，他们得出了一个有趣的结论。
我们的观察者实际上是无关紧要的。黑洞周围的那条不可逆转的界线，称为事件视界，本身就起到了观察者的作用。黑洞的存在本身最终导致了量子的退相干。
黑洞就像宇宙之中一群巨大的眼睛，观察着宇宙的波函数。
甚至黑洞也不是唯一一个把无限可能化为现实里单行道的东西。实际上，任何运动速度接近光速的物体最终都会经历某种视界，从中发出的信息不可能再返回。
根据这3位科学家最近的研究，这些“Rindler视界”也可能在量子状态中产生类似的退相干效果。
这并不意味着宇宙有任何意识。相反，他们的结论可能会引出量子态如何坍缩成客观现实的理论，以及引力和量子物理在单一的物理学总体理论中的邂逅。
https://***.sciencealert.奇闻异事/extreme-horizons-in-space-could-lure-quantum-states-into-reality
ps：我看了眼人家的论文，sciencealert这篇文章的点完全跑偏了……它用于解释的例子也莫名其妙，完全不知道设置两个观测者的意义所在(所以我删了一个)。
不过我发现这个跑偏的切入点还挺有趣的就还是在删改后发了。虽然量子坍缩和退相干到底是不是一码事还有争议，但sciencealert里都提到哥本哈根诠释了，因为单说退相干应和量子诠释无关，提到诠释就涉及坍缩。所以我索性直接混为一谈，那样就能用最简单易懂的“薛定谔的猫”来举例子。反正无论如何大家都知道了一个确定的知识：携带远方量子叠加态信息的光子落入黑洞，会让叠加态退相干。
但实际上，sciencealert特意摘出的这个点“信息落入黑洞视界导致叠加态坍缩”相当于人家的大前提，而非结论。
论文作者想知道的则是，为何信息一定会落入黑洞视界。
因为在闵可夫斯基时空中，如果实验室在惯性意义上是静止的，我们可以在实验中让携带信息、导致退相干的辐射足以忽略。所以引力场在这里有何特殊？这个问题才是人家的点。
其实去年的原始论文说的是如果时空中存在一个黑洞——即使实验完全在黑洞的外部进行——黑洞视界通过@被叠加物质产生的远程场收集关于量子叠加的“路径”信息。这导致纠缠了信息的“软重力子/光子”无法避免地辐射出去，并携带“路径”信息落入黑洞。因此，黑洞的存在意味着量子叠加的退相干——黑洞与实验场地的距离，正比于退相干发生的速率。
今年最新论文目的是将结果推广到带有Killing视界的时空。
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