近日，一份研究報告中提到，兩束激光在出現(xiàn)奇怪的量子糾纏時，就像一對出生時被分開，后來又重聚的雙胞胎一樣，可以讓不可見的物體現(xiàn)形。

　　這些小貓和三叉戟的畫面是量子光學(xué)的進步，這一新興的物理學(xué)科是建立在亞原子粒子之間令人驚訝的相互作用上的，愛因斯塔稱之為“幽靈”。

　　傳統(tǒng)相機捕捉的是物體反彈出去的光線。但發(fā)表于《自然》雜志中的這個實驗卻聲稱，產(chǎn)生畫面的光粒子或者光子并沒有穿透物體。

　　奧地利維也納的量子光學(xué)和量子信息研究所的GabrielaBarretoLemos是這項研究的領(lǐng)頭人，他說：“即使其他物理學(xué)家一開始都說‘你做不到’，但其實是有一個量子行為，非常奇怪”。

　　2009年，格拉斯哥大學(xué)用一個分裂的激光束做實驗，首次展現(xiàn)了這種“幽靈般的影像”。但科學(xué)家們說，這種使用兩種不同顏色的激光束的新技術(shù)可以帶來可視化領(lǐng)域/技術(shù)的進步。

　　從量子物理學(xué)角度來說，兩個激光束“糾纏”在一起意味著它們的光粒子即使相隔甚遠，也有相似的特征。因此，大致說來，改變一個就會改變另一個。

　　位于馬里蘭州蓋瑟斯堡的國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)局的量子光學(xué)專家PaulLett沒有加入這次的實驗團隊，他說：“他們的做法是一個非常聰明的技巧。從某種意義上來說，也非常神奇。然而這里沒有什么新物理學(xué)，只是單純地展示了物理學(xué)。”

光學(xué)量子化

　　研究團隊認(rèn)為，新的成像技術(shù)也許可以在肉眼難以看到的地方，用以改進醫(yī)學(xué)成像或硅片光刻。

　　例如，在醫(yī)學(xué)方面，醫(yī)生可以用不可見波長的光來刺探組織，這種光不會損傷細胞，而同時又可以用糾纏狀態(tài)的可見光束拍下清晰的組織圖片。

　　“利用雙色光的優(yōu)勢是個不錯的想法，”Lett說：“我們總是遇到這種情況：最適合探測的光波長卻拍不了最好的照片。你可以想象一下，像這樣改變光的顏色就能夠兼得魚與熊掌。”

　　尤其是，這種實驗方法可以在可見光下拍攝那些通常只在紅外光下才能看到的物體，MilesPadgett說道。他是格拉斯哥蘇格蘭大學(xué)的量子光學(xué)專家，在2009年主持了“鬼成像”（ghostimaging）實驗。

　　具有諷刺意味的是，這種糾纏的概念某種程度上歸功于愛因斯坦。他在1935年將之批評為量子物理學(xué)不可能性（在他看來）的數(shù)學(xué)缺陷，即將亞原子粒子既視為點狀，又視為波狀。

　　量子物理學(xué)家預(yù)言，操縱這些像波一樣的粒子，會改變遠處那些看似無關(guān)聯(lián)的其他粒子。愛因斯坦把這種干擾叫做“幽靈般的超距作用”，他認(rèn)為這是不可能的。但事實證明，這真的發(fā)生了。

　　藍貓和黃貓的剪影圖是用看不到形狀的光粒子制作出來的。

　　檢測不到的光子

　　在新的試驗中，物理學(xué)家把兩個獨立的激光束里不同波長的粒子糾纏在一起，因此顏色：一個是黃色的，一個是紅色的。

　　研究小組用紅色光束通過蝕刻模板，投射過小貓和三叉戟，約0.12英尺（3毫米）高。黃色的光束是單獨一行，沒有碰到物體。另外，蝕刻的形狀被設(shè)計成對黃色光不可見。

　　貓的形狀也是在向物理學(xué)家ErwinSchr?dinger致敬，他發(fā)明了著名的“薛定諤的貓”悖論。這是一個思維實驗，那只名義上的貓同時活著和死去。亞原子粒子有時也以在這一特殊的行為方式，同時出現(xiàn)在很多地方。

　　在紅光穿過物體之后，物理學(xué)家們將之與黃色的激光束混合在一起，無論是平行的還是直角的。

　　紅色光隨后被丟棄，只有黃色光朝向攝像機。所以黃色光描摹出了物體的畫面。通過光的負(fù)片受到了直角的干擾。

　　“這個現(xiàn)象實際上是由于光子的干擾造成的，”Lemos說：“并不是說紅色光子改變了黃色光子，用量子力學(xué)的說法是，它們分享了波段，我們可以檢測到，看到圖像。”

　　盡管實驗團隊已經(jīng)申請了專利，但Lemos承認(rèn)實際應(yīng)用可能需要一段時間。

　　“這是一項長期的、很純凈的實驗想法，”Lett說：“現(xiàn)在我們必須想一想，它是否可以帶來實際的應(yīng)用，還是依舊只是量子力學(xué)的巧妙示范。”