NATURE原文真的是研究与测量中子的量子行为的。我对该文的理论机制与实验原理研究得清清楚楚。
谢谢jqsphy沈老师的回复!
既然您(们)死死咬住原文不放,那么好吧!我们就来看一看作者是怎么说的吧!
一.我们先来看看原文的摘要:
其中三句话的原文我对比翻译如下,不对之处请指出:
1.Any particle that is trapped in a sufficiently deep and wide potential well is settled in quantum bound states.( 由充分深宽的势垒捕获的任何粒子都被固定在量子束缚态中。)
2.……。In an analogous way, the gravitational field should lead to the formation of quantum states.(类似地,引力场将导致量子态的形成。)
3.Here we report experimental evidence for gravitational quantum bound states of neutrons.(在这里我们报告的实验证据是中子的引力量子束缚态。)
显然,联系前后文,作者报告的是“中子的引力量子束缚态”,您(们)所谓中子的“量子行为”实际就是这个“引力量子束缚态”。因为第2句话清楚的表明量子态(量子束缚态)是由引力场导致的。第1句则表明中子是被捕获到这个“量子束缚态”中的!
二.作者在紧接下来的文章(对比翻译如下)中开宗明义地表述得更清楚明确:
In order to allow for the experimental observation of gravitational bound states, all interactions of the matter particles with other fields must be so small that their interference with the gravitational quantum phenomena can be neglected. The choice of neutrons seemed to us most favourable because (1)they are neutral, (2) they have a long lifetime, and (3) they are elementary particles with low mass. The reasons why these properties are advantageous will become more evident from the following explanations. (为了观测引力的束缚态,所有被考虑到的其他物质粒子的相互作用力必须小到它们对引力的量子现象的干扰能够被忽略。在这里中子看起来就成了我们最好的选择,因为:(1)他们是中性的。(2)他们是长寿命的。(3)他们是低质量的基本粒子。下面的我们将进一步证明为何这些特性是有利的因素.)
显然,这一段更明白无误地表明了两点:
1) 作者实验的目的是为了观测“引力的束缚态”的“引力的量子现象”,而不是“中子的量子行为(属性)”;
{{{{{{{{{{{{{{QAPIN先生您误解了!!中子的引力束缚态就是指中子在引力场中的束缚态行为,根本谈不上引力的量子现象。因为中子在地球引力场中的能量很小,为皮电子伏特,所以必须预先屏蔽掉其他非引力作用(比如地磁)。
QAPIN知道不知道Nature该文的第一幅图(能级图)是怎么来得吗?该能级公式在Nature该文中没有出现,但在北大曾谨言量子力学书上有。该能级公式的导出过程就是中子的引力束缚态就是指中子在引力场中的束缚态行为,不是引力的量子现象。}}}}}}}}}}}
2) 作者在实验中选择中子的目的不是为了研究您(们)所谓的“中子的量子行为”,而是因为中子的特殊属性(中性,长寿命,低质量)给引力的束缚态中的“引力的量子现象”的观测提供了可能!
{{{{{{{{{{{{常见基本粒子中,不带电/寿命长的粒子只有三种:光子/中微子/中子。不带电这一要求是为了屏蔽其他非引力。光子/中微子速度太大。该实验要求粒子动能很小。QAPIN的观点一点也站不住脚。NATURE原文真的是研究与测量中子的量子行为的。我对该文的理论机制与实验原理研究得清清楚楚。}}}}}}}}}}}
三.文章中间一段(对比翻译如下)清楚地表述了引力场具有“量子数quantum number”!
……the gravitational field is much softer, as a result, the gravitational well extends in the opposite direction to the gravity field with increasing quantum number. Consequently, as can be seen in Fig. 1,………(……引力场是如此地软,作为一个结果,引力的势垒是从相反的方向延伸到具有渐渐增大量子数的引力场。因此,如同图一所能看到的……)
{{{{{{呵呵,该量子数乃是中子在引力场中的束缚态的量子数,NATURE原文第一幅图能级公式见北大曾谨言量子力学书}}}}}
四.有人引用原文中结尾的话(对比翻译如下)来反驳实验观测到的是“引力的量子现象”。而实际上,作者表达的意思正是想说明:
1. 其他物质的量子属性已得到证实,我们期待引力场这种物质也具有量子属性,但是不容易证实,此实验就是提供了引力场也具有量子属性的一个证据;
{{{{{{{{{{{{非也!!作者在原文中没有说过类似以上观点的话。作者的观点是:物质在其他场中的量子属性都得到验证,惟独在引力场中的量子行为还未得到验证。(我看到QAPIN先生在一些帖子中有咬文嚼字现象,如他一次对“物质”这一词(是否包含引力)作了与NATURE作者不同的理解)。他需要先看一下北大曾谨言量子力学书上的引力场中粒子的能级公式,然后把实验原理与理论机制搞明白。
另外,补充一下:如果要我写NATURE 该文,我一定还要强调引力场中粒子的等效原理是否成立这一问题(从该实验的能级公式可以看出,引力场中粒子的等效原理不在成立)}}}}}}}}}}}}}
2. 在中子与引力场相互作用的系统中定义的量子数,正是描述引力场属性的量子数。
Our experimental observations of the neutron quantum states in the earth’s gravitational field provide another demonstration of the universality of the quantum properties of matter, but at this stage we have only shown a phenomenon that was expected—although not easy to prove。…… As the parameters of quantum states are defined in such a system mainly by the interaction of the neutron with the gravitational field ,the phenomenon we report can now be considered for further investigations of fundamental properties of matter(我们关于中子在引力场中的量子态的实验观测提供了物质量子属性普遍性的另一个证据;尽管我们并不容易去证实这一点,但在现阶段我们仅仅提供一个我们所期待的现象。……当量子态的参数被定义在一个主要由中子与引力场相互作用的系统内的时候,我们报告的现象现在能够被考虑为是对物质的基本属性的进一步研究。)
总之,作者在原文中的原意确切无疑地是:
1. 作者实验的目的是为了观测“引力的量子现象”;
2. 作者实验观测到了具有渐渐增大量子数的引力场所表征的引力的量子现象;
3. 实验观测到的是引力的量子束缚态(引力的量子现象),即您(们)所说的中子的“量子行为”;作者标题所说的 “中子在引力场的量子态”指得就是“引力的量子现象”。
{{{{{{{{{{非也。而是在经典引力背景下的中子的量子行为。}}}}}}}}}}}}
需要特别指出的是,目前虽然还无公认的理论将引力场量子化来解释这一“引力的量子现象”(引力的量子效应),但是“引力的量子现象”是已观测到的客观事实,不管你有没有理论来解释它。
{{{{{{{{{{{{目前还没有实验证明“引力的量子现象”。}}}}}}}}}}}}}
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