编者按：本文来自微信公众号"徐德文"（ID：xudewen028），e科网经授权发布。

围棋盘上放着很多黑白棋子，你用手指去推一颗白子，会发生什么事情？你会很肯定地说，棋子将在棋盘上向你用力的方向移动。但是在微观尺度的量子世界里，事情却很可能不是这样，如果你向一颗粒子施加力的作用，它很可能会倒退回来，科学家们称之为“回流”（backflow）。

很难想象不是？你可以试着在脑海里勾画这样一幅画面，你用手指去推一颗围棋子，棋子不会向前移动，而是会倒退回来！无论你脑洞多大，你恐怕都想象不出这粒子是如何倒退的。伦敦帝国理工学院理论物理学教授乔纳森·哈利维尔做了一个比喻，希望有助于你理解量子回流：

假如你有一个非常大的房间，房间里有很多人，你指挥这些人一个个走向房门，离开房间。经典理论说，房间里总人数将逐渐下降。但在量子力学中，即使每个人都努力地向外走，房间里总人数却可能会增加。这是量子力学波粒二象性和概率论性质作用的结果，即使有正向的动量，粒子总有向后运动的概率。

回流效应在理想化的未受力的情况下很好理解，科学家们早就发现了量子回流效应的存在，但一直认为它只在“自由”的没有外力作用的量子中存在。通过分析法和数值方法的结合，科学家们获得了对着这种现象的精确估计，结果表明，回流效应始终存在且无所不在，但影响很小，此前并未引起人们的注意，所以没被测量出来。

回流效应为进一步研究量子力学提供了新的方向，不过尚未在实验室里得到验证。科学家们正在开发一个实验装置，准备用玻色-爱因斯坦凝聚物对它进行测试，如果得到证实，将可能在未来的计算机加密等量子技术领域发挥重要作用。

论文发表在在上周的《物理评论A 》上。

文章链接：

Henning Bostelmann, Daniela Cadamuro, and Gandalf Lechner, "Quantum backflow and scattering," Phys. Rev. A 96, 012112

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页