【紫金山天文台等研究揭示中子星并合引力波信号新特征】中科院紫金山天文台：近日，中国科学院紫金山天文台等国际合作研究团队利用双中子星并合过程中的引力波辐射特性研究核物质转变，取得了重要进展。研究成果以“Merger and Postmerger of Binary Neutron Stars with a Quark-Hadron Crossover Equation of State”为题发表在国际物理学期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上，并被美国物理学会《物理》杂志作为亮点报道“Listening to Equation-of-State Changes”。

在密度约为每立方厘米万亿千克的极高密度物质中，研究预测夸克可以从亚原子粒子中释放出来。这种夸克物质被认为存在于宇宙极早期，也可能形成于中子星内部或是并合产物中。不过，迄今尚未发现这种奇特的物质状态。中国科学院紫金山天文台博士研究生黄永嘉及其导师范一中研究员与日本多位教授合作，通过数值模拟揭示双中子星并合引力波辐射的一个新特征，并预测可以被第三代地面引力波探测器探测到。夸克物质的实验检测将帮助物理学家们逐步完善基本粒子模型。

数值模拟显示，双中子星并合后如果不立即塌缩成为黑洞，那么将形成快速较差转动的超重中子星，辐射强烈的引力波，并表现出一些特征谱峰。随着并合过程中系统核心密度的升高，强子物质如果向夸克物质转变，则会导致引力波的频率突然下降，确切的下降取决于夸克模型的状态方程。

研究团队首次研究了双中子星并合过程中夸克-强子渡越（Quark-hadron crossover）状态方程的性质。低密度时，体系由强子物质主导；当夸克物质达到饱和，状态方程快速硬化，释放更多压力（图1）。当并合系统的最大密度在渡越区时，系统整体变得更松散，其引力波频率也比强子系统的低（图2）。定量计算表明，第三代引力波探测器可以有效探测到这一引力波辐射频率的降低，有望听见核物质相变的“声音”。

紫金山天文台博士研究生黄永嘉为论文第一作者及通讯作者，该项研究得到了国家自然科学基金等项目的支持。

在谈论量子时，语言只能当诗用。物理学家就像诗人一样，要做的不是去描述这个世界上的事实，而是创造隐喻，创造思维上的联系，仅此而已。于是，从那个夏天开始，海森堡就明白了：把诸如位置、速度、动量等经典物理概念用到亚原子粒子上完全是无稽之谈，自然界的这一面需要新的语言。(《当我们不再理解世界》) #书蒲团#

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双缝干涉实验结果显示光这种东西很灵异，取决于你是否在观察它（波粒二象性）。光和物质既可以作为波，也可以作为离散的粒子，这取决于它们是否被观察到。根据波粒二象性概念，亚原子实体可以被描述为波和粒子，但这取决于观察者如何测量它们。量子力学在普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、薛定谔等人的工作下，当前的科学理论都认为所有粒子都表现出了波动性，反之亦然。

另外波动性的表现不仅在基本粒子方面得到了验证，即便是原子甚至分子更大维度的复合粒子上也得到了验证。

观察者（主观意识）决定量子实体如何显现，如果我们试图测量一个粒子的位置，那么测量该粒子的位置时，它便不再是波。但如果去试图定义它的动量，人们又会发现它的行为和波一样。除了它存在于该波中任何给定的概率外，科学家无法确定它的位置。

本质来看，将其作为粒子或波来测量，决定了它会以什么形式出现，而双缝实验正是证明这种波粒二象性最简单的例子。

这似乎说明，宇宙以某种方式同样在观察实验者，双缝中的实体量子态也受概率定律支配，因此科学家们无法确定一个物体的量子态是什么。

双缝实验最恐怖的地方，如果单个发射光子，起初光子会以随机散射的方式出现在屏幕上。但随着光子越来越多，干涉图案开始出现，每个光子本身都会对整体波状造成影响。按理来讲，一次发射一个光子，它们之间不应该出现干涉才对。

诡异的结论：当我们不去观测它的时候，它是波，当我们观测它的时候，它是粒子。光子似乎知道它们处于波态中会去向哪里，就像影院中观众没有分配座位就出现了，但每个人却又知道自己该坐哪里。粒子的所有可能路径都可以相互干扰，即使实际存在的路径只有一条，所有现实同时存在，直到最终结果出现。（这类似于叠加态概念）

双缝实验的观测和结果可以同时存在，观测本身就会导致粒子发生变化，从而影响结果。这类似于你送孩子高考，你在考场外等着（观察）则孩子考不好，你放任它自己去发挥则它考得很好。如果说意识会影响结果，可结果在一开始就被定下，那这种选择是否还有意义？这便是量子力学在今天给人们带来的思考。