玻尔爱因斯坦凝聚态 解释一下玻色爱因斯坦凝聚态
其实激光就是一种最常见的玻色爱因斯坦凝聚态。 基本粒子可以分成两种,一种是满足泡利不相容原理的费米子。 另一种服从玻色爱因斯坦统计的玻色子、 对玻色子来说,不存在彼此之分,你不能通过编号放在不同的格子里的方式来区分,宏观世界的区分方法在这里是不管用。
你也可以理解成所谓不同的粒子本质其实是同一个粒子 所有玻色子的自旋要么为0,要么为整数。而费米子的自选是半整数。 所以偶数个费米子形成的粒子对,也构成了玻色子。
对玻色子来说,它们可以被激发到完全相同量子态。 这时候大量的粒子集合体的行为就如同一个粒子一样。 通过这种方式能实现让宏观物体(假定这个宏观物体是由玻色子构成的)呈现出宏观世界可以观察到的量子效应。
这个宏观物体能够被一个粒子的波函数描述。 这其实有点类似刘慈欣球状闪电里描绘的宏电子,但实际电子是费米子。但大量玻色子应该是可以聚集形成的宏量子。 量子效应一个最典型的就是波粒二象性。也就是一个物理对象同时是波又是粒子。
所以电影里呈现的玻色爱伊斯坦凝聚态的人能穿越障碍物就不奇怪,这和光波能穿越玻璃是一个道理。能高速移动也不奇怪,玻色爱因斯坦凝聚态物体具有超流性能,流动时候不受任何阻力,没有任何粘滞力 电影里的描绘还是很符合科学原理的。
其实既然其满足波粒二象性,应该还有许多神奇性质,比如不被观测时波函数发散,被观测时波函数塌缩。还应该满足海森堡测不准原理,无法同时确定其空间位置和动量。
对其空间位置定位越准,则其动量变化区间就越大。这电影中似乎表现得还不太充分。 电影里描写的凝聚态人,本身是没有意识,男主角通过破坏某个开关,导致所有凝聚态人停止行动并解体。这个许多观众觉得无法理解。
其实电影最后应该已经交代了原因,男主走到最里面,发现许多装置里放着人的神经系统(大脑、脊髓)。凝聚态人本身其实就等价于一个量子,能够用波函数描述。那么片中的设定应该是在人的意识活动和凝聚态物质之间建立了量子纠缠。
人的意识的自我观测能使得凝聚态人的的波函数塌缩,形成稳定的实体,并且受意识的支配而运动。 而片子里男主角破坏的那个装置应该就是维持那些容器里神经系统的意识和凝聚态人体之间纠缠态之用。破坏了量子纠缠。
波函数发散,就无法维持稳定的凝聚态了。就呈现出最后全体瓦解的情形。 这个科幻电影描绘的凝聚态人,比大刘球状闪电里的宏电子和量子人,其实更靠谱一些,科学根据更充分点。 总而言之,这是一部相当高质量的科幻片,一部很罕见能符合科学原理的科幻片。
