正文
中,综合吸收了GRW/CSL理论和彭罗斯理论的研究思路,提出了非常清晰易懂的由引力作用造成波函数塌缩的理论模型。具体而言,就是在引力常数中添加一个很小的虚数部分,就可以直观地推导出波函数演化过程。
作为解决QSMDS问题的实例,Franck Laloë在论文中甚至直接计算出薛定谔之猫的塌缩时间大约为10
-6
秒。过程如此之短,难怪我们从未在宏观世界中遇到过一只处于既死又活叠加状态的猫。
当然客观塌缩理论的研究目的,并不只是为了解救这只可怜的小猫。其更为深远的意义,在于帮助我们改善对量子世界种种奇特属性的理解和认识。如果不依靠玄不可及的平行世界,也可以符合逻辑的理解所有自然规律,也许会令科幻迷们略感失望,但对物理学家来说则肯定是一种福音。
[1] Ghirardi, G.C., Rimini, A., and Weber, T. (1985). "A Model for a Unified Quantum Description of Macroscopic and Microscopic Systems". Quantum Probability and Applications, L. Accardi et al. (eds), Springer, Berlin.
[2] Ghirardi, G.C., Rimini, A., and Weber, T. (1986). "Unified dynamics for microscopic and macroscopic systems". Physical Review D. 34: 470. Bibcode:1986PhRvD..34..470G. doi:10.1103/PhysRevD.34.470.
[3] Ghirardi, Gian Carlo; Pearle, Philip; Rimini, Alberto (1990-07-01). "Markov processes in Hilbert space and continuous spontaneous localization of systems of identical particles". Physical Review A. 42 (1): 78–89. Bibcode:1990PhRvA..42...78G. doi:10.1103/PhysRevA.42.78. Retrieved 2013-10-07.
[4] Penrose, Roger (1996). "On Gravity's Role in Quantum State Reduction". General Relativity and Gravitation. 28 (5): 581–600. Bibcode:1996GReGr..28..581P. doi:10.1007/BF02105068.
[5] Laloë, F. A model of quantum collapse induced by gravity. Eur. Phys. J. D 74, 25 (2020). https://doi.org/10.1140/epjd/e2019-100434-1
持久反社会,大脑有问题
《柳叶刀-精神病学》杂志上的新研究
[1, 2
]
表明,在一生中持久表现偷窃、暴力、欺凌或说谎等反社会行为的人,脑部结构特征存在异常。
该研究利用了672名45岁参与者的MRI脑部扫描图像。根据来自家人、照看者、教师及本人报告的品行问题,参与者被分为表现出长久反社会行为、青少年时期反社会行为和无反社会行为的三类。
研究者比较了三类参与者的平均大脑皮质厚度和皮质表面积
(体现灰质大小)
,同时分析了360个不同皮质区域的厚度和表面积。研究发现,长久反社会个体的平均皮质厚度和表面积比无反社会行为的个体的更小,而且在前者的360个脑区中,282个的表面积和11个的皮质厚度都减小了。在以往的研究中,这些异常区域中的大多数都被认为与反社会行为相关。
然而,仅在青春期表现出反社会行为的个体中,没有观察到广泛的脑结构异常。
首席作者、英国伦敦大学学院的Christina Carlisi博士说,持久反社会行为者的大脑结构可能存在差异,这使得他们难以发展社交技能,从而无法停止反社会行为。
论文合作者、美国杜克大学的 Terrie Moffitt同时强调,该研究绝不推荐将脑部扫描图像用于区分青少年犯罪的性质以制定相应的惩罚手段,因为目前我们对脑部结构的理解还不足以支撑具体到个人层面的应用。
[1] Carlisi C O, Moffitt T E, Knodt A R, et al. Associations between life-course-persistent antisocial behaviour and brain structure in a population-representative longitudinal birth cohort[J]. The Lancet Psychiatry, 2020.
[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/tl-pss021420.php
电子:我也可以像软物质
电子是种很有趣的粒子,它们能根据所处的环境改变自身的行为。通常,材料中的电子之间相互作用比较弱,它们可以自由移动,从而使材料导电,表现为导体。但是,同样是这些电子,它们在某些情况下相互作用会变强,使电子的行动受到限制,材料就变成了绝缘体。材料性质在金属和绝缘体之间的这种转变被称作莫特转变
(Mott transition)
。莫特转变过程中会出现高温超导、巨磁阻等现象,在工业上有极大的应用前景。
最近一组来自日本的科学家对电子做了进一步研究。他们基于准二维有机莫特绝缘体κ-(ET)
2
Cu[N(CN)
2
]Cl,分别通过X光照射和施加压力,改变材料的无序性和电子相互作用强度。当用X光对材料照射500小时后发现,电子的运动减慢了约百万至万万分之一,表现出长程的自组织和慢动力学,这种状态可由软物质领域的 “格里菲斯相
(electronic Griffiths phase)
”概念描述。此时的关联电子表现得像是软物质
(如聚合物、凝胶、奶油等)
中的组成粒子。当再对这种状态下的材料施加压力,电子的行为马上回复到正常状态。
材料在温度-压强-随机性的空间发生莫特转变
[1
]
基于这项实验,科学家们得出结论,为了使固体中的电子表现得像软物质中的粒子,需要两个必要因素:其一,材料必须处于金属-莫特绝缘体的转变边界;其二,材料在温度和能量极低时必须仍具有无序性
(quenched disorder)
。这项研究
[2
]
发表于最近的《物理评论快报》
(
Physical Review Letters
)
。
长期以来,固体物理和软物质物理领域独立发展,几乎没有物理概念上的交流。通过最近这项研究人们认识到,固体物质中处于莫特转变附近的关联电子,在特定条件下可以表现出类似“结构化流体”的行为。这项研究为物理学这两个独立领域之间搭建了一座桥梁,也为开发物理学新领域打开了一扇机会之门。