量子力學:人真能穿牆而過,科學家說可以,只是概率非常小!

雖然穿牆術一直是出現在一些神話電視電影中,但我們都知道這種情況在我們的日常生活中永遠不會發生。顯然,一個人不能穿過完整的牆。但是在量子世界裡,事情完全不同。

我們通常稱牛頓力學為經典力學,它既適用於宏觀世界,也適用於低速世界。在經典物理學中,乒乓球不能穿過牆到達另一邊,但是當它與牆接觸時會反彈。然而,如果乒乓球的數量減少到構成物質的基本粒子的大小,那麼它將是世界上“無所不能的”。

微觀粒子不像光滑的乒乓球,它們沒有形狀,也不像一個沿著特定路徑有速度的球體。這裡,不確定性是微觀粒子的基本屬性。我們只能說他們在某個特定的時間會有多少個點,概率就是物質波的所謂“波粒二象性”。

波的特徵在於它根據其大小和波長穿過障礙物,就像對著牆壁大喊一樣,即使99.99 %的聲音從牆壁反射回來,一小部分聲波也會穿過牆壁。物質波實際上並沒有被障礙物阻隔,而是在障礙物中減弱,這意味著它們可以穿過任何有限的障礙物。運動中反射的微觀粒子不會被牆阻擋,但是出現在牆的另一邊的可能性太小。當它們出來時,似乎有我——這就是所謂的“量子隧穿效應”: E粒子的能量,向前射出超過E的勢壘是能量,粒子有一定的機會穿越障礙。這種屏障類似於宏觀世界的牆,所以微觀粒子通常很容易“穿過牆”。

所以問題是,你能像電子一樣穿過牆壁嗎?答案是肯定的。

那麼,為什麼這種神奇的穿牆現象在宏觀世界中沒有被觀察到呢?

透射係數對障礙物的寬度、物體的質量以及障礙物和物體之間的能量差很敏感。

簡而言之,隨著人體質量和屏障寬度的增加,透射係數將與指數衰減一致,波長約為10 - 36米,小於普朗克尺度,所以人們想要通過屏障,風險幾乎為零。

如果你決定要穿過牆,那麼必須等到體內所有的電子和原子同時出現。你需要站在牆前多少年?宇宙現在大約有137億年了,但是你必須等待至少100億年,137億年或者更久,直到宇宙結束,顯然你你不能等待這種可能性的發生。


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