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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

康复后，这些人群要小心二次感染******

　　目前很多新冠病毒感染者逐渐康复，然而，不少人担心，如果新冠病毒的毒株不同，是否会再次感染。为此，科技日报记者专访了中国工程院院士张伯礼，请他就新冠病毒二次感染的相关问题进行解答。

　　转阴后3—6个月内发生二次感染概率较低

　　“再次感染新冠病毒的概率主要与人体免疫水平、病毒株变异以及后期个人防护有关。”张伯礼说，相较于早期变异株，奥密克戎可能引发更多的突破性感染和重复感染。

　　不过张伯礼表示，大家也不用过于担心，虽然尚未有大样本人群证据显示奥密克戎变异病毒株感染后持续免疫的具体时间，但在新冠病毒感染后，人体免疫系统已在发挥作用。根据当前临床观察，感染后3—6个月内发生新冠病毒二次感染的概率还是比较低的。

　　与此同时，很多人担心二次感染新冠病毒会加重症状。对此，张伯礼表示，二次感染新冠病毒的症状与是否有基础疾病、病毒感染剂量以及个人身体状况等多种因素相关。但从目前多数报道来看，由于机体已产生免疫力，第二次感染的症状一般会较上次轻。

　　不过，他强调，也有少数研究报告显示，与仅感染过一次的患者相比，再次感染的患者出现并发症的风险更高，包括肺部、心血管、糖尿病、胃肠道和神经系统等并发症。

　　建议康复六个月后接种新冠疫苗

　　“虽然短时间再次感染相同新冠病毒变异株的可能性不大。但免疫力较差的人群容易反复感染，包括老年人、婴幼儿、有基础疾病的人群以及免疫缺陷人群，短期内存在二次感染的风险，特别是面对新的变异株时。”张伯礼介绍，医生、护士等高风险岗位的人群，所处工作环境传播风险高，接触变异毒株多，工作强度大，二次感染的风险较高。

　　“为了避免新冠病毒变异毒株的再次感染，转阴后也要继续做好个人防护。”张伯礼强调，“阳康”6个月后可以接种新冠疫苗，最好采用序贯策略，注射异种疫苗，以强化免疫屏障。

　　对于新冠病毒感染康复者而言，预防二次感染最好的办法仍是落实好防护措施，包括戴口罩、注意手卫生、注意休息、勤通风、保持社交距离等，特别是对老年人和儿童“阳转阴”患者，应当注意保暖，尽量少聚集，保证良好的卫生习惯，注意营养饮食，增强免疫力，尽量降低再次感染的风险。

　　如果出现再次感染，一定要首先分清“复阳”与二次感染。“复阳”发生在转阴后2—3周内，患者一般无明显临床症状，主要是体内残留病毒片段检测出的阳性，一般没有传染性；而二次感染一般发生在首次感染后数月至一年内，相当于一次新的感染，一般有临床症状出现，并且病毒核酸载量较高，具有传染性。

　　“‘复阳’患者一般无需再治疗，注意休息，合理膳食和营养即可。”张伯礼提醒，二次感染的患者需再次进行规范治疗，并严格做好个人防护，做好自我隔离，降低疫情传播的风险。（记者陈曦）

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）