据称引力波再度现身,可我们能探测它波粒二象性吗?( 四 )

据称引力波再度现身,可我们能探测它波粒二象性吗?

这张图表示的是随着光子能量(频率)的变化,束缚在锌原子中的电子能量的变化。可以看到,当光子能量低于一个特定的数值时,就不会从锌原子中激发出任何电子,这与光的强度无关。然而,在一个特定的能量阈值以上(即足够短的波长),光子总会激发出电子。随着光子能量持续增加,发射出的电子的速度会越来越快。| 图片来源:WIKIMEDIA COMMONS USER KLAUS-DIETER KELLER, CREATED WITH INKSCAPE

在20世纪,科学家发现了更为奇特的现象:

当单个光子一次一个地通过双缝时,它们仍然会与自身发生干涉,产生与波的特性一致的图样。

被认为是粒子的电子也会展现出这种干涉和衍射图样。

如果测量光子或电子通过的是哪条缝,就不会得到干涉图样;但如果不测量它,就可以得到干涉图样。

我们曾经观察到的每一个粒子似乎都可以被描述为既是波又是粒子。而且量子物理学告诉我们,在适当的情况下,我们需要将它们既看作是波,又看作是粒子,否则就无法得到与实验一致的结果。

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