據(jù)國外媒體報道，所謂“量子隧穿”（quantum tunneling）是指，一個粒子可以通過一條“隧道”、穿過某個看似不可逾越的障礙。雖然量子隧穿效應(yīng)不會帶你穿過九又四分之三站臺的磚墻、登上霍格沃茨特快列車，但它始終是個令人迷惑、似乎與直覺相悖的現(xiàn)象。不過，多倫多的一些實驗物理學(xué)家近日首次測出了銣原子在穿越屏障過程中所花費的時間，研究結(jié)論發(fā)表在了7月22日的《自然》期刊上。 `}?;Ow&2CY  
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研究顯示，與近期一些新聞報道相反，量子隧穿并不是一種在瞬間發(fā)生的現(xiàn)象�！斑@是一次很美麗的實驗�！卑拇罄麃喐窭锓扑勾髮W(xué)的伊戈爾·利特文亞克指出。他也研究量子隧穿現(xiàn)象，不過并未參與此次研究，“僅僅開展此次實驗已經(jīng)是一項英勇的舉措了�！� "A}sD7xy9  
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要想理解量子隧穿現(xiàn)象是多么怪異，請你設(shè)想一個在平地上滾動的球。球滾著滾著，忽然遇到了一座圓形的小山丘。接下來會發(fā)生什么要取決于球滾動的速度。它要么會滾上山頂、然后從另一側(cè)滑下來；要么因能量不足，滾到一半就滾不動了，只好沿原路滾落。 r ]7: ?ir  
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不過，量子世界中的粒子并不會遇到這種情況。即使一個粒子所擁有的能量不足以攀上山頂，有時依然能抵達(dá)另一側(cè)山腳�！熬秃孟窳Ｗ釉谏降紫峦诹藯l隧道、然后從另一側(cè)鉆了出來一樣�！贝舜窝芯康墓餐�作者、多倫多大學(xué)的埃弗瑞姆·斯坦伯格指出。 "&2 F  
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要想理解這種怪異現(xiàn)象，最好從波函數(shù)角度來看待粒子。波函數(shù)是對粒子量子狀態(tài)的數(shù)學(xué)表達(dá)，會不斷演化和擴展。利用波函數(shù)在任意時間點和空間點上的振幅，我們可以計算出在該時間點和空間點上找到該粒子的概率。根據(jù)其定義，這種概率在同一時間可以在多個位置上出現(xiàn)非零值。 * 1;4&/93o  
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若粒子遇上了一道能量屏障，粒子波函數(shù)的擴展方式就會發(fā)生變化，開始在屏障內(nèi)部呈現(xiàn)指數(shù)級衰減。盡管如此，部分波函數(shù)還是會滲漏過去，其振幅在屏障的另一側(cè)并不會衰減至零。這樣一來，盡管概率很低，但還是有可能在屏障另一側(cè)探測到這個粒子。 i{6&/TBnr  
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自上世紀(jì)20年代晚期，物理學(xué)家便已經(jīng)知道了量子隧穿現(xiàn)象的存在。如今，該現(xiàn)象已經(jīng)成為了隧道二極管、掃描隧道顯微鏡、以及量子計算所用的超導(dǎo)量子比特等設(shè)備的核心。 JUr t%2  
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自發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)以來，實驗學(xué)家便一直想弄清量子隧穿的過程中究竟發(fā)生了什么。例如，1993年，當(dāng)時同在加州大學(xué)伯克利分校的斯坦伯格、保羅·奎亞特和雷蒙德·齊奧探測到了穿過一道光線屏障的光子。這道屏障由一片特殊的玻璃制成，能夠反射99%的入射光子，還有1%的光子穿透了過去。與穿行了相同距離、但路上并未受阻的光子相比，從屏障中隧穿過去的光子到達(dá)的時間平均更早。也就是說，隧穿的光子的運動速度似乎超過了光速。 X}Oe