科技日?qǐng)?bào)訊 點(diǎn)球能在同一時(shí)間既進(jìn)球得分又錯(cuò)失球門嗎？對(duì)于非常小的物體，這是可能的。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月21日（北京時(shí)間）報(bào)道，德國(guó)伯恩大學(xué)的物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，首次實(shí)驗(yàn)結(jié)果就證明了銫原子確實(shí)在同一時(shí)間采取了兩條路徑。 大約100年前，物理學(xué)家沃納·海森堡創(chuàng)建了一個(gè)新的物理學(xué)領(lǐng)域——量子力學(xué)，根據(jù)量子理論，量子世界的物體不再沿著明確的路徑移動(dòng)，取而代之的是，它們可以采用不同的路徑同時(shí)到達(dá)終點(diǎn)，科學(xué)家稱之為量子疊加態(tài)。原子確實(shí)看起來(lái)遵循量子力學(xué)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。 多年過(guò)去了，很多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了量子力學(xué)的預(yù)測(cè)。但是，在宏觀日常生活經(jīng)驗(yàn)中，足球沿著精確的路線飛行，卻從來(lái)不會(huì)發(fā)生同時(shí)得分和失分的情形。 為什么大的物體不會(huì)發(fā)生微觀物體能產(chǎn)生的疊加態(tài)呢？ “有兩種不同的解釋?！辈鞔髮W(xué)應(yīng)用物理研究所安德里亞·阿爾貝蒂博士說(shuō)，“量子力學(xué)允許大的宏觀物體產(chǎn)生疊加態(tài)，但是這種疊加態(tài)非常脆弱，即使只用眼睛追隨足球就足以破壞疊加態(tài)，然后讓它按照確定軌跡前進(jìn)?！钡部赡苣切┳闱蜃裱送耆煌囊?guī)則。他說(shuō)：“宏觀現(xiàn)實(shí)理論的解釋認(rèn)為，足球總是沿著特定軌跡前進(jìn)，獨(dú)立于我們的觀察，而且這與原子運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全相反?！?/p> 上述兩種解釋哪種是正確的？大的物體跟小物體運(yùn)動(dòng)方式不同嗎？ 伯恩大學(xué)團(tuán)隊(duì)與英國(guó)赫爾大學(xué)克里夫·埃默里博士合作設(shè)計(jì)出的一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案或許能解決這個(gè)問(wèn)題。阿爾貝蒂說(shuō)：“最大的挑戰(zhàn)在于制定一個(gè)能顛覆宏觀現(xiàn)實(shí)理論的測(cè)量原子位置的方法?！?/p> 物理學(xué)家們?cè)凇段锢碓u(píng)論X》上描述了他們的研究成果，他們用兩個(gè)光學(xué)小鑷子能夠抓住一個(gè)單獨(dú)的銫原子，并將它向兩個(gè)方向拉。在宏觀現(xiàn)實(shí)理論中，這個(gè)原子最終會(huì)到達(dá)其中一個(gè)方向。量子力學(xué)觀點(diǎn)則認(rèn)為，這個(gè)原子能在兩個(gè)位置上保持穩(wěn)定性疊加態(tài)。 觀察結(jié)果排除了銫原子遵照宏觀現(xiàn)實(shí)理論的可能性。相反，伯恩團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與疊加態(tài)理論解釋很契合，研究人員說(shuō)：“我們現(xiàn)在用最溫柔的間接測(cè)量方法來(lái)確定了原子的最終位置。”但是當(dāng)非直接的測(cè)量發(fā)生時(shí)，疊加態(tài)又被破壞了。現(xiàn)在能做的，就是接受原子確實(shí)同時(shí)采取了不同路徑的事實(shí)。 阿爾貝蒂提示說(shuō)：“現(xiàn)在還不能證明量子力學(xué)也適用于大物體。下一步會(huì)將銫原子的兩個(gè)位置分開(kāi)數(shù)毫米，如果在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)中還找到疊加態(tài)，那么宏觀現(xiàn)實(shí)理論將再次遭受打擊?！?/p> （房琳琳） |
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