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cyqdesign

2010-03-19 21:13

美國科學家首次觀測到宏觀物體量子效應

據(jù)英國《自然》雜志在線17日報道，美國科學家首次成功地將人眼可見的物體置于量子狀態(tài)，讓它處于動和不動的疊加狀態(tài)。實驗表明，量子力學的原理不但適用于原子，還可用于日常所見物體。研究人員表示，該研究結果對物理學的發(fā)展和量子計算機的研發(fā)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，量子力學不適用于由微觀粒子組成的宏觀體。

“薛定諤貓”是關于量子理論的一個理想實驗。設想在一個封閉的匣子里，有一只活貓、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，釋放出里面的氰化物氣體，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(tài)，貓既不死也不活，貓可能處于死了和活著之間的一種“疊加”狀態(tài)。

在實驗中，美國加州大學圣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，隨后，他們將整個系統(tǒng)冷卻，讓系統(tǒng)處于量子基態(tài)。

克萊蘭和同事證實，處于基態(tài)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，隨后，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于“推動”和“不推”的疊加狀態(tài)，并且將它同木槳聯(lián)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(tài)。

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�！傲钊顺泽@”。他們的研究表明，量子力學的法則也適用于宏觀物體，這對物理學的發(fā)展非常有用。

至于為什么我們很難在日常生活中觀察到宏觀物體處于量子狀態(tài)？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(tài)。

盡管如此，他仍然表示，我們需要讓更大的物體進入量子狀態(tài)，大物體的量子狀態(tài)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系等，另外，這也將為量子計算機的研發(fā)提供更多的信息。

haddy	2010-03-19 23:21
科技進步真是快啊

槐花村人	2010-03-20 00:04
很好。

huiyu1981	2010-03-27 08:02
長見識了。感謝樓主

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