【候選新聞：科學家首次觀測到宏觀物體量子效應】

江南布衣

【候選新聞：科學家首次觀測到宏觀物體量子效應】

文章來源： 科技時代更新時間：2010-11-15 6:43:45

 

科學家首次觀測到宏觀物體量子效應科學家首次觀測到宏觀物體量子效應

“十大科學新聞”評選是《環球科學》雜誌(《科學美國人》雜誌中文版)每年的一大重頭戲，從2006年開始，今年已經是第五次評選。

與往年評選不同的是，2010年度“十大科學新聞”評選《環球科學》雜誌與新浪網聯合開設網上評選的環節。以下為候選新聞：

3、科學家首次觀測到宏觀物體量子效應

該研究結果對物理學發展和量子計算機研發具有重要意義

據英國《自然》雜誌在線3月17日報導，美國科學家首次成功地將人眼可見的物體置於量子狀態，讓它處於動和不動的疊加狀態。

實驗表明，量子力學的原理不但適用於原子，還可用於日常所見物體。

研究人員表示，該研究結果對物理學的發展和量子計算機的研發具有非常重要的意義。

宏觀物體的量子效應可以追溯到薛定諤的“薛定諤貓”理想實驗。

該理論認為，量子力學不適用於由微觀粒子組成的宏觀體。

“薛定諤貓”是關於量子理論的一個理想實驗。

設想在一個封閉的匣子裡，有一隻活貓、一小瓶毒藥、毒藥瓶上有一個錘子，錘子由一個電子開關控制，電子開關由放射性原子控制。

如果原子核衰變，則放出α粒子，觸動電子開關，錘子落下，砸碎毒藥瓶，釋放出裡面的氰化物氣體，貓必死無疑。

在整個實驗過程中，盒子都是密封的。

按照常識，貓要么死，要么能活著。

但是，薛定諤認為，存在一個中間態，貓既不死也不活，貓可能處於死了和活著之間的一種“疊加”狀態。

在實驗中，美國加州大學聖巴巴拉分校的安德魯‧克萊蘭領導的科研團隊使用了一個約30微米長的細小的木槳(“量子鼓”)，當該木槳以一定的頻率運動時會震動。

接著，他們給這個木槳通上了遵守量子力學法則的超導電路，隨後，他們將整個系統冷卻，讓系統處於量子基態。

克萊蘭和同事證實，處於基態的木槳沒有任何振動能。

他們接著通過同樣的超導電路給木槳一個推動力，隨後，他們觀察到該木槳以一個特定的能量擺動。

接下來，研究人員將量子電路置於“推動”和“不推”的疊加狀態，並且將它同木槳聯通，通過一系列非常精細的測試，研究人員證明，木槳同時處在振動和不振動的疊加狀態。

美國物理學會院士、俄勒岡大學教授王海林(音譯)表示，研究結論非常“令人吃驚”。

他們的研究表明，量子力學的法則也適用於宏觀物體，這對物理學的發展非常有用。

至於為什麼我們很難在日常生活中觀察到宏觀物體處於量子狀態？

克萊蘭表示，物體的大小確實起著重要的作用，物體越大，外力越容易破壞其量子狀態。

儘管如此，他仍然表示，我們需要讓更大的物體進入量子狀態，大物體的量子狀態能夠給研究人員提供更多的信息，比如量子力學和引力之間的關係等，另外，這也將為量子計算機的研發提供更多的信息。

以上圖片及文字由《環球科學》雜誌提供


引自：http://www.zsr.cc/ExpertHome/ExpertAttention/201011/519855.html