近日,北京譜儀III(BESIII)國際合作組的中國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在國際頂級(jí)期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究成果。研究團(tuán)隊(duì)利用北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī),首次通過一種自旋為1/2的特殊重子類物質(zhì)名為“
超子”的特殊粒子,以高達(dá)99.99999%的置信度證實(shí)量子世界的非局域特性,成功驗(yàn)證量子力學(xué)中著名的“幽靈般的超距作用”現(xiàn)象,為深入理解微觀世界的奧秘提供了關(guān)鍵性新證據(jù)。
在日常生活中,兩個(gè)相隔很遠(yuǎn)的物體無法瞬間影響彼此。但在量子世界里,兩個(gè)相互糾纏的粒子就像有一對(duì)"心靈感應(yīng)",無論相隔多遠(yuǎn),測(cè)量其中一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)立即影響另一個(gè)。愛因斯坦曾把這種現(xiàn)象稱為"幽靈般的的超距作用",并質(zhì)疑其真實(shí)性。
BESIII實(shí)驗(yàn)利用粲偶素粒子eta_c衰變正負(fù)電子湮滅產(chǎn)生的一對(duì)相互糾纏的
超子和反
超子,并確保兩個(gè)
超子的衰變點(diǎn)在空間上是相互獨(dú)立的(平均距離約7厘米),排除了任何可能的"暗通款曲"。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與量子力學(xué)預(yù)言完美吻合,證實(shí)在強(qiáng)相互作用和弱相互作用下存在量子糾纏效應(yīng),并驗(yàn)證量子空間的非局域?qū)嵭裕簿褪翘幱诹孔蛹m纏的"量子雙胞胎"
超子和反
超子即使分開后,它們的自旋狀態(tài)仍然保持著神秘聯(lián)系,展現(xiàn)出神奇的"心靈感應(yīng)"。
這一重要物理成果主要由高能物理研究所的平榮剛研究員、廣西師范大學(xué)的廖廣睿教授和中國科學(xué)院大學(xué)的喬從豐教授等BESⅢ合作組成員共同完成。BESIII實(shí)驗(yàn)和研究成果得到科技部重點(diǎn)研發(fā)、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院等的資助與支持。

圖1. 正反超子衰變出來的質(zhì)子-反質(zhì)子對(duì)的
角度分布。填充區(qū)域標(biāo)識(shí)出滿足貝爾不等式(圖中標(biāo)注為BI)的參數(shù)范圍。

圖2.
統(tǒng)計(jì)量分布(
表示局域?qū)嵲谛员贿`背)。
名詞解釋:局域?qū)嵲谛裕?/span>Local Realism)是經(jīng)典物理學(xué)中一個(gè)重要的概念,它結(jié)合了局域性和實(shí)在性兩個(gè)基本假設(shè)。局域性假設(shè)認(rèn)為,物理過程不會(huì)受到遠(yuǎn)處事件的即時(shí)影響,信息的傳播速度不能超過光速。實(shí)在性假設(shè)則認(rèn)為,物理量在測(cè)量之前就已經(jīng)客觀存在,而不是由測(cè)量行為創(chuàng)造出來的。
期刊論文:BESIII Collaboration,Nat Commun 16,4948(2025)