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来源:彩云网网址2024-07-12 17:48

  

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时空穿越不再是梦?科学家成功模拟“全息虫洞”!******

  近日,科学家打造出

  “全息虫洞”的消息冲上热搜

  引发了大家的讨论

  虫洞是什么?

  我们真的能用它穿越时空吗?

  今天一起了解虫洞

  01虫洞?是虫子住的洞吗?

  宇宙中的虫洞是科学家推测可能存在的一种特殊隧道,它的两头连接着两个遥远的时空,理论上说,如果能从虫洞的一端穿越到另一端,就能实现超越光速的时空旅行。

  电影《星际穿越》中结尾主角就是进入了虫洞,发生了时空穿越。感兴趣的同学可以去看看哦!

  图源:截图 电影星际穿越中的画面

  要理解虫洞,我们首先要理解“黑洞”和“白洞”。在霍金的两大科普著作《时间简史》《果壳中的宇宙》的帮助下,黑洞这一概念早已深入人心。它是在恒心死亡时,由于体积收缩,密度变大,获得使光也无法逃脱的巨大密度的一种天体。而所谓白洞,其实就是和黑洞具有相反性质的特殊天体,特点是不断往外“吐”出东西,只发射而不吸收。

  一个吞噬一切,一个“吐出”一切,大家可以想象一下,如果一个黑洞恰好连上了一个白洞时会怎么样呢?这时就会形成虫洞(worm hole)。

  图源:中科院理论物理研究所 虫洞示意图

  1915年,爱因斯坦提出了广义相对论,在爱因斯坦的理论中,空间和时间不再是绝对的、不可变的,而是可塑的、相互依存的,且它们会受物质存在的影响。1935年,爱因斯坦和他的助手罗森在广义相对论的框架下研究黑洞,首次提出“爱因斯坦-罗森桥”的概念,这座“桥”连接了时空中两个不同区域的通道。上世纪50年代,物理学家惠勒将这座桥命名为“虫洞”。

  这听起来是不是很令人心动?进入虫洞,你可能会出现在宇宙的任意一个角落,甚至穿越时空,改写你的人生,重新选择你曾经后悔的事。然而,虽然广义相对论允许虫洞的存在,物理学家还从未在宇宙中观测到虫洞,目前只有黑洞被人类实际观测。

   02量子虫洞又是啥?

  虽然我们还没有在宇宙中发现虫洞,但现在科学家们创造出了虫洞,还观察到了信息在虫洞之间传递的现象。不过,先别想着穿越时空,这个虫洞并非上述所讲的引力虫洞,而是一个量子虫洞。

  日前,英国《自然》(Nature)杂志发表的一篇论文首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这个全息虫洞成功地将量子态通过虫洞,由一个量子系统传递到了另一个量子系统。

  如果我们想象中可以时空旅行的虫洞叫作“时空虫洞”的话,量子态的量子虫洞则可以称之为“微型虫洞”。

  那么,研究量子虫洞有什么用呢?

  这是因为,广义相对论和量子力学虽然各自都发展了很长一段时间,但它们之间仍然有一个根本性的“冲突”——量子引力。

  具体来说, “广义相对论”描述了引力且在恒星、行星、银河上等大尺度上都适用;而“量子力学”描述了其他3种作用在微观尺度的基本力。这二者是否有“握手言欢”的可能?这就要看量子引力的表现。

  物理学家们当然想通过实验去检验,但很遗憾,量子引力的能量与尺度,此前的实验室条件是无法模拟和观测的。而这就是“全息”的用武之地,它可以帮助物理学家创建一个与原始系统相当,但不太复杂的系统。这类似于用二维全息图显示三维图像的细节。

  03量子虫洞是怎么创造出来的?

  2019年谷歌的物理学家们提出了一种实验假说,认为一个在物理实验室中可以再造的量子态,能被解释为在两个黑洞之间的虫洞中穿越的信息。

  现在,来自谷歌、MIT、费米实验室和加州理工学院的科学家们,用9个量子位、1台量子计算机模拟出了对应的量子动力学。在同一个量子芯片中,他们创建了两个纠缠的量子系统,并将一个量子位放入其中一个量子系统。结果,他们在另一个量子系统中观察到了这个量子位“穿越虫洞”而来的信息,结果符合预期的引力性质。

  这是什么意思?大家可以设想在两组纠缠粒子之间,穿上一根电线或其它任何的物理连接,让粒子们编码出虫洞的两个口。

  在这种耦合作用下,操作其中一侧的粒子,会引起另一侧粒子的变化。这样就有可能在两侧粒子之间撑开一个虫洞。

  图片来源:inqnet/A.Mueller 量子计算机的模拟显示了信息如何通过虫洞

  尽管存在争议,但是这项前所未有的实验,探索了时空以某种方式从量子信息中产生的可能性。随着量子装置的不断改进,错误率会更低,芯片会更强,那么对引力现象的研究也会更加深入。

  END

  资料来源:中科院物理所、极目新闻、科技日报、环球科学、量子位

  整理:董小娴

杭州湖州开出“阳康”门诊******

  本报讯 (记者 张梦月 周逸 徐坊 通讯员 章舒莎 张弛 戈杰) “咳咳咳。”新冠病毒感染恢复后,你是不是有咳嗽、浑身酸痛、乏力等症状?去医院急诊,人满为患;去呼吸内科门诊挂号,又一号难求。

  “阳康”后的不适该怎么办?日前,杭州、湖州的不少医院开出了专门面向“阳康”的门诊,针对患者在康复中出现的各种不适症状提供专业指导和诊疗。这些新开设的门诊运转情况怎么样?记者来到现场探访。

  “咳痰有没有好一点?”“胸闷气急有吗?”“走走楼梯会气喘吗?”上午10时,富阳区第一人民医院门诊2楼,4间呼吸综合门诊诊室人头攒动。虽然才开诊两小时,看诊叫号已到了60余号,等候人群中不时传来咳嗽声。

  富阳区第一人民医院党委书记何正飞介绍,最近院内新冠病毒感染患者数量增幅明显,“我们观察下来,很多病人是感染后出现了咳嗽、咳痰、心慌、气促、乏力,是‘阳康’后特有的一些症状,为了让患者就诊更加便捷,有序调节好医疗资源,医院开设呼吸综合门诊。”

  门诊1月3日开诊后,在限号情况下,一天接待200余个病人,来就诊的病患大多是“阳康”。记者在现场遇到了前来就诊的市民傅先生。去年12月下旬感染新冠病毒后,他一直被咳嗽困扰。“上次来呼吸内科排队等了3个多小时,这次听说开了新门诊,赶紧来复诊。”傅先生说,呼吸综合门诊很适合他这样的“阳康”患者,现场挂号只等了半个小时不到,医生问诊也比较详细。

  “阳康”之后,咳嗽或许是大家反映最多的问题。记者从杭州市红十字会医院获悉,不久前,医院整合院内资源,由呼吸科、胸外科、职业病科共同组成大呼吸专病门诊就诊区,同时开出了“咳嗽专病门诊”,一周7天全开放。

  “咳嗽专病门诊每天限号100人,基本上都会看满。”杭州市红十字会医院胸外科主任叶波说,来就诊的基本都是“阳康”,存在痰黏、夜晚咳急、痰中带血丝、咳嗽长时间不好转等症状。目前,咳嗽专病门诊有8位医生轮值。

  记者注意到,除了上述两家医院外,在杭多家医院针对营养、中医调理、呼吸等市民较为集中的就医需求开设了“阳康”门诊。

  而在湖州,湖州市中心医院也于近日推出“阳康”门诊,以中医诊疗为主,康复、心理咨询、营养等科室医生共同坐诊,主要服务感染新冠病毒后处于恢复期的患者。

  “我先到了1楼的呼吸综合门诊,已经有不少人在排队了。正好在微信朋友圈看到‘阳康’门诊开诊了,就来挂了个号。”26岁的小徐虽然已经“阳康”快10天了,但还是感觉乏力,还时不时咳嗽。接诊的医生仔细询问了病情、把了脉,最后为小徐对症开了几方中药。“本来不知道去挂哪个科,没想到有了这个‘阳康’门诊,治疗很对症,就诊也方便,挺好挺好。”小徐说。

  “一早就已经接诊了20多位‘阳康’患者,超过八成患者表示,‘阳过’后经常会咳嗽,还会出现胸闷、乏力、心烦、失眠等症状。”当天坐诊“阳康”门诊的湖州市中心医院中医科医生韩晋涛告诉记者,中医诊疗在病后防复、防变的功效比较明显。

  “‘阳康’门诊分流了呼吸综合门诊的轻症患者,减轻呼吸综合门诊的压力。”湖州市中心医院相关负责人介绍,“同时,我们通过互联网+医保平台线上线下同步开启,在医院内部构建了急诊(发热门诊)—呼吸综合门诊—‘阳康’门诊—互联网门诊四级分层联动的诊疗模式,让患者得到更为精准的诊疗服务。”

  另外,记者从湖州市中医院了解到,为帮助市民尽快康复,该院治未病中心充分发挥中医中药特色优势,推出治未病新冠康复门诊。针对“阳康”后咳嗽、乏力、盗汗、失眠、味觉嗅觉消失等症状,通过辨证施药,帮助市民恢复健康。

  (文图:赵筱尘 巫邓炎)

[责编:天天中]
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