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第159篇 对超光速通讯第七实施方案的思考(一) ——寻找最大纠缠 “超光速通讯第七实施方案”是关于原子级超光速通讯的探索性方案，是很初步的、导引的东西，但能启发新的思考。原子级超光速通讯十分诱人，为了构建更好的方案，从本篇开始，以第七方案为话头，对一些重要的、具体的问题作进一步探讨。 一、氢原子A和氢原子B最大纠缠的含义 氢原子可以有许多不同的量子态。由于氢原子的电子所带能量的不同（可用能级N代表），以及绕核运行方式的不同（可用轨道角动量L和轨道磁矩M代表），通常用N、L、M三个数来对量子态进行编号，于是把N、L、M这三个数称为量子数。加上后来引入的电子自旋的量子数S ，就是四个量子数了。 实际上这四个量子数没有包含对原子中的原子核的描述，只是描述核外的电子，所谓原子的量子态，事实上是指原子中电子的量子态。 这样一来，氢原子A和氢原子B的最大纠缠，实际上就是指其中的牛郎电子P和织女电子Q之间的最大纠缠。 二、牛郎电子P和织女电子Q的最大纠缠 这个问题只要通过举例说明，其实并不困难。现在假设，牛郎电子P和织女电子Q都处于氢原子的第二能级。但是，第二能级是可以再细分的，例如，处于如下的量子态： 牛郎电子P的量子态为 N=2、L=1、M= +1 ，自旋S = +1/2 ； 织女电子Q的量子态为 N=2、L=1、M= —1 ，自旋S = —1/2 ； 以上的量子态可以表明，作为纠缠粒子对的牛郎电子P和织女电子Q 已经达到了最大纠缠。为什么？请看以下说明。 三、说明 1、轨道角动量L与轨道磁矩M的方向永远是相反的，所以在量子论中将这种关系称为耦合。 2、M= +1与M= —1表示牛郎电子P和织女电子Q的轨道磁矩反向。 3、由于这种耦合关系，使M= +1与M= —1同时可以用来表示牛郎电子P和织女电子Q的轨道角动量也反向。 4、自旋S = +1/2与S = —1/2又表示牛郎电子P的自旋与织女电子Q的自旋彼此反向。 5、按以上情况即可认为，牛郎电子P和织女电子Q达到了一种最大纠缠状态。 6、以上情况能够表明： 牛郎电子P和织女电子Q的轨道角动量方向相反、数量相等而守恒。 牛郎电子P和织女电子Q的轨道磁矩方向相反、数量相等而守恒。 牛郎电子P和织女电子Q的自旋方向相反、数量相等而守恒。 就是说，全部对立量都达至守恒。这样一来，最大纠缠的含义就完整了。 第160篇 对超光速通讯第七实施方案的思考（二） ——寻找原子级最佳W波振荡元 继续对一些重要的具体问题作进一步的探讨。 一、选择何种原子作为原子级的W波振荡元 原子级的超光速通讯方案，独特而奇妙。关键在于能否成功制备原子级的W波振荡元。最新的元素周期表告诉我们，已发现的、不同的元素共计有118种。绝大多数元素不仅核內结构复杂，其外层电子的情况也十分复杂，使得讨论原子级W波振荡元变得非常困难。 那么，应当请何种元素来承担这项重任呢？ 答曰：在元素周期表中，氢原子是排第一位的，原子量为1（或曰原子序为1），原子核中只有一个质子，原子核外只有一个电子。氢原子的三大特点是：它是最简单的原子，它非常稳定，它普遍地存在。所以，讨论原子级W波振荡元，首选氢原子是捷径。正是这最简单的氢原子的存在，才使我们迈出第一步成为可能，好象氢原子是大自然的恩赐一般。 二、制备W波振荡元的条件 我们在“第140篇 超光速W波的振荡发射元（三）”一文中曾说： “请大家特别注意了：电子P在A、B两点之间以频率f作振荡运动，在AB连线之垂直方向上会产生频率为f的电磁波。我们要告诉朋友们的是，除此之外，该振荡电子P在与AB连线相同的方向上，还将产生振荡的W波。” “现在能够说，电子P在A、B两点之间的振荡既可作为电磁波的发射振子，也可作为W波的发射振子，它是W波的振荡发射元，还可能是超光速W波的最简单的振荡发射元。” 从上述的讨论中不难看出，制备一个W波振荡元需要三个条件： 1、一个由A到B的自由空间。 2、一个在AB自由空间中振荡的粒子。 3、一个能够约束该振荡粒子的势场。 且问：氢原子能够成为原子级的W波振荡元吗？这问题由下一节来回答。 三、氢原子成为W波振荡元 前面讲了制备W波振荡元的三条件，简言之：一个空间、一个粒子、一个势场。如果氢原子具备这三条件，氢原子就能成为W波振荡元。 在氢原子中，原子核内只有一个质子，十分简单。原子核外只有一个电子，也十分简单，原子核外的空间就是一个被势场控制的空间，而那个电子就是在这个空间中振荡的粒子，电子绕核运行一周，就相当于完成一次振荡。可见，三个条件都同时具备了。 具体来说，氢原子的所有的量子态，都能在要求ψ场刚好环绕原子核产生驻波而求得，所以每一个量子态都有一个特定频率的驻波，并且该驻波的频率和它的确定的能量相联系。这驻波的含义亦即电子的振荡。 请参考“第140篇 超光速W波的振荡发射元（三）”一文，我们能够结论说：氢原子既是一个电磁波振荡元，同时也是一个W波振荡元。 关于W波，以下再举例说明： 例如，当氢原子处于第一能级——最简单的量子态，基态 N=1、L=0、M=0之时，氢原子相当于一个W波的半波振子。 又例如，当氢原子处于第二能级——量子态N=2、L=0、M=0之时，或 N=2、L=1、M=+1，或 N=2、L=1、M=—1 ，则可归于W波的全波振子。 如此等等。 这样一来，氢原子既是电磁波振荡元，又是W波振荡元；既可作为W波发射元，也可作为W波接收元；一身而四任了。 根据目前的认识，可以把氢原子作为原子级的最佳的 W 波振荡元。 第161篇 对超光速通讯第七实施方案的思考（三） ——最大纠缠粒子对的互动 一、利用最大纠缠 在前面的“第159篇 对超光速通讯第七实施方案的思考（一）”一文中，讨论过牛郎电子P和织女电子Q的最大纠缠，因本篇的借用，需简单重复一下： 文中假设，甲地的牛郎电子P和乙地的织女电子Q都处于氢原子的第二能级。但第二能级还可细分，例如，处于如下的量子态： 牛郎电子P的量子态为 N =2、 L =1、 M = +1 ，自旋S = +1/2 ； 织女电子Q的量子态为 N =2、 L =1、 M = -1 ，自旋S = -1/2 ； 以上的量子态表明，牛郎电子P和织女电子Q的全部对立量都能达至守恒，完整了最大纠缠的含义。形成了由氢原子A和氢原子B组成的、具备有效制约的、最大纠缠的、稳定的双原子系统，有着重要的利用价值。 二、牛郎电子P和织女电子Q都处于氢原子第二能级时的互动 当最大纠缠的牛郎电子P和织女电子Q分别处于甲地的氢原子A和乙地的氢原子B的第二能级之时，这是一种最大纠缠的、系统的、稳定的状态。 但是，如果该系统的一半突然出现变化，它的另一半可能发生怎样的反应呢？对这个重要问题。可分为三种情况来讨论。 第一种情况：当甲地的牛郎电子P发射光子ν由第二能级E2跳回基态能级E1时，乙地的织女电子Q仍留在第二能级。 判断：当牛郎电子P跳到基态能级时，牛郎电子P的量子态为：N =1、L= 0、M =0、S = +1/2 ； 如果织女电子Q不动，仍处在第二能级，其量子态为 N =2、 L =1、 M = -1 ，S = -1/2 ； 以上数据表明，自旋S是互补的，但耦合的（ L =1、 M = -1）和（L=0、M=0）不能互补，从而违背了波尔互补原理。所以，织女电子Q仍留在第二能级是不可能的。 第二种情况：当甲地的牛郎电子P发射一个光子ν，由第二能级跳回基态能级时，乙地的织女电子Q从光场中同时吸收一个光子ν，由第二能级E2跳到第二能级之外的“临时能级”。这个”临时能级”对应的能量为：E2 + hν 。 判断：这个假定的“临时能级”因为不能满足构成一个合适的驻波的要求而不稳定，也无对应的量子态，谈不到互补问题。所以，所谓的“临时能级”是不可能存在的，织女电子Q呆在假定的“临时能级”是虚幻不实。 第三种情况：当甲地的牛郎电子P发射一个光子ν，由第二能级跳回基态能级，乙地的织女电子Q同步由第二能级跳到基态能级，同时幅射一个光子ν 。 判断：牛郎电子P由第二能级跳回基态能级，其量子态由N =2、 L = 1、 M = +1 、S = +1/2 变为：N = 1、L = 0、M = 0、S = +1/2 ，但该量子态可写为：N =1、L= 0、M =+0、S = +1/2 ； 织女电子Q同步由第二能级跳回基态能级时，其量子态由 N =2、 L = 1、M = -1 、S = -1/2 变为：N = 1、L = 0、M = 0、S = -1/2 ，但该量子态可写为：N = 1、L= 0、M =-0、S = -1/2 ； 这样的理解使我们能够认为：这种同步互动，遵守了纠缠粒子对要求的波尔互补原理。 到此，对超光速通讯第七实施方案的思考共写了三篇文章，如果讨论的内容没有原则性错误的话，这些就是第八方案的核心内容。 （转载自张天健_560的博客） (责任编辑：admin) |