物理學家測量出量子隧穿的時間接近瞬時
量子隧穿效應(yīng)(Quantum tunneling effect)指的是,像電子等微觀粒子能夠穿入或穿越位勢壘的量子行為,盡管位勢壘的高度大于粒子的總能量,F(xiàn)在一個物理學家團隊已經(jīng)測量了該過程需要多長時間。 雖然聽起來像是科幻小說,但量子隧穿是一種記錄良好的現(xiàn)象,發(fā)生在電子顯微鏡和晶體管等日常用品中。眾所周知,像電子這樣的基本粒子也會定期從其原子中“隧穿”,這是放射性衰變背后的關(guān)鍵驅(qū)動因素。 但圍繞這一現(xiàn)象的一個持續(xù)的謎團是粒子通過障礙物進行量子隧穿需要多長時間 - 或者它是否需要任何時間。一些科學家認為它是瞬間發(fā)生的,但這意味著它的行進速度比光速快,可能違反了因果關(guān)系原則。 為了測量量子隧穿的時間,格里菲斯大學和澳大利亞國立大學的研究人員用強激光轟擊氫原子,每秒發(fā)射1000個光脈沖。他們的想法是,這為電子從原子中逃逸創(chuàng)造了合適的條件,使團隊能夠精確測量量子隧穿所需的時間。 結(jié)果證明量子隧道效應(yīng)似乎是瞬間的 - 或者至少是如此迅速地發(fā)生,它基本上是瞬間完成的。根據(jù)研究人員的說法,它需要不到1.8阿秒。 該研究的共同主要作者Robert Sang表示:“有一個定義明確的點,在那里我們可以開始這種相互作用,并且我們知道電子應(yīng)該在何時瞬間產(chǎn)生。因此,我們知道通過障礙需要花費很長時間才能完成任何不同的事情。這就是我們?nèi)绾魏饬啃枰嚅L時間。它與實驗不確定性中的理論一致,與瞬時隧穿效應(yīng)一致! |