迄今最大規(guī)模量子疊加測試完成
據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道,由奧地利與瑞士科學(xué)家合作進(jìn)行的一項(xiàng)新研究,對量子疊加原理進(jìn)行了迄今最大規(guī)模測試:由近2000個原子組成的高溫復(fù)雜分子被置于量子疊加態(tài),并進(jìn)行干涉。
量子疊加原理是量子理論的一個標(biāo)志,它在波函數(shù)的框架下對粒子的行為進(jìn)行描述。粒子就像池塘表面的水波一樣,可以表現(xiàn)出干涉效應(yīng)。但與水波不同的是,量子波通過孤立的單個粒子都可以表現(xiàn)出來。 在量子力學(xué)里,雙縫實(shí)驗(yàn)是一種演示光子或電子等微觀物體的波動性與粒子性的實(shí)驗(yàn)。 在這個實(shí)驗(yàn)中,粒子波同時通過兩條縫并進(jìn)行干涉,這種效應(yīng)已在光子、電子、中子、原子甚至分子中得到了證明,但它也提出了一個物理學(xué)家和哲學(xué)家一直在努力解決的問題:這些奇怪的量子效應(yīng)是如何過渡到我們熟悉的經(jīng)典世界的。 現(xiàn)在,維也納大學(xué)的馬庫斯·阿恩特團(tuán)隊(duì)以最直接的方式——通過展示更大質(zhì)量物體的干涉解決了這個問題。 在最近實(shí)驗(yàn)中,這些分子的質(zhì)量超過25000道爾頓(原子質(zhì)量單位),是之前記錄的幾倍。其中,通過干涉儀發(fā)出的最大分子之一由40000多個質(zhì)子、中子和電子組成,其德布羅意波長比單個氫原子的直徑還要小1000倍。瑞士巴塞爾大學(xué)的馬塞爾·馬約爾團(tuán)隊(duì)使用特殊技術(shù)合成了如此巨大的分子。 有模型預(yù)測,粒子的波函數(shù)會以與質(zhì)量平方成正比的速度自發(fā)坍縮。最新實(shí)驗(yàn)表明,在給定的時間長度內(nèi),重粒子保持疊加狀態(tài),且分子處于疊加狀態(tài)的時間超過7毫秒,設(shè)置了新的干涉時限。 阿恩特說:“我們的實(shí)驗(yàn)表明,量子力學(xué)雖然很奇怪,但也非常堅(jiān)強(qiáng)。我樂觀地認(rèn)為,未來的實(shí)驗(yàn)將在更大規(guī)模上對它進(jìn)行測試,量子和經(jīng)典之間的界線在變得越來越模糊! 關(guān)鍵詞: 量子
|