剑桥大学的研究人员已经了解了量子力学的秘密领域。在发表在《物理评论A》杂志上的一篇理论论文中，他们证明了粒子和环境之间的相互作用可以用来跟踪量子粒子被观察时的情况，这被认为是不可能的。

量子理论的基本思想之一是，量子物体既可以作为波存在，也可以作为粒子存在，在测量之前，它们不会作为一个或另一个存在。这是ErwinSchr dinger著名的思想实验的前提，这个实验涉及一只死的或没死的猫在一个盒子里。

该论文的第一作者、剑桥卡文迪什实验室的博士生大卫阿维德松-舒库尔(David Arvidsson-Shukur)说：“这个前提，通常被称为波函数，被用作数学工具，而不是实际量子粒子的表示。“这就是为什么我们接受挑战，创造了一种追踪量子粒子秘密运动的方法。”

任何粒子都将始终与其环境相互作用，并在这个过程中被“标记”。Arvidsson-Shukur与他的合著者、卡文迪什实验室的Crispin Barnes教授和经济学院的Axel Gottfries博士生合作，为科学家提供了一种不用看就能画出这些“标签”交互图的方法。这项技术对于那些在实验结束时进行测量，但希望在整个实验过程中跟踪粒子运动的科学家来说非常有用。

一些量子科学家提出，信息可以在两个人之间传播——通常被称为爱丽丝和鲍勃——而没有任何粒子在他们之间传播。从某种意义上说，爱丽丝会通过心灵感应获得信息。这被称为反事实交流，因为它违背了公认的“事实”，即要在信息源之间传递信息，粒子必须在它们之间移动。

“为了测量这种反事实交流的现象，我们需要一种方法来确定爱丽丝和鲍勃之间的粒子，当我们不看的时候，”阿维德松-舒库尔说。“我们的‘标记’方法可以做到这一点。此外，我们还可以验证量子力学的旧预言，例如，粒子可以同时存在于不同的位置。”

现代物理学的创始人设计了计算量子实验中不同结果概率的公式。然而，他们没有提供任何关于量子粒子在没有被观察到时会做什么的解释。早期的实验表明，粒子可能在没有观察的情况下做非经典的事情，就像它们同时存在于两个地方一样。在他们的论文中，剑桥研究人员考虑了这样一个事实，即任何穿过空间的粒子都会与周围环境相互作用。这些相互作用就是他们所说的粒子“标签”。这些相互作用将信息编码在粒子中，然后在实验结束时测量粒子时解码。

研究人员发现，粒子中编码的信息与一个世纪前薛定谔假设的波函数直接相关。过去，波函数被认为是预测量子实验结果的抽象计算工具。“我们的结果表明，波函数与粒子的实际状态密切相关，”Arvidsson-Shukur说。“因此，我们已经能够探索量子力学的‘禁区’:在没有人观察的情况下确定量子粒子的路径。”

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