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宏观世界量子效应,叠加态之间距离长达半米

2018年03月07日 天文物理 ⁄ 共 788字 ⁄ 字号 暂无评论

科学家成功地让原子云处在了相距半米的两个状态的叠加中。

宏观世界量子效应,叠加态之间距离长达半米

图片来源:Nature

 

斯坦福大学研究者将量子态叠加效应的最大尺度记录从1厘米扩展到了54厘米。他们的论文发表于12月24日的Nature,描述了实验过程、实验结果,以及他们的工作对寻找量子世界与经典世界之间界限的意义。

 

最近一两年,科学家让量子粒子、甚至整个原子处于纠缠态的实验频见于科学新闻,这么做是为了更好地了解量子纠缠这种奇异的现象,而事实上也取得了不少进展。随着科学家开始将越来越大的粒子纠缠起来,问题来了:处于纠缠态的粒子,其大小是否有上限?能有真正的猫那么大吗?我们能不能让一个真正的猫同时处于两个位置?在这项新的研究中,斯坦福的团队将叠加态的尺寸记录从1厘米提高到了0.5米,这似乎又加深了我们对这个问题的疑惑。

 

他们用10 000个铷原子放在超低温室内,制造出玻色-爱因斯坦凝聚态的“云”,所有原子均处于同一初始态。随后,他们使用激光将原子云托到10米高的超低温室顶端,这让原子进入两个给定态中的一个。当原子云到达腔体顶端时,研究者发现处于两个给定态的原子各占总原子数的一半,两个态的原子之间间隔达到54厘米。当原子云回落到底部时,研究者确认两种原子的确是从两个不同的高度下落的,证明该原子云曾经处于叠加态上。

 

虽然这刷新了宏观尺度叠加态的新记录,但实验团队也承认,实验仍然是用单个原子进行的,因此他们也不确定叠加态是否也能应用在宏观尺度大小的物体上。(撰文:Bob Yirka 翻译:丁家琦)

 

原文链接:http://phys.org/news/2015-12-half-meter-quantum-superposition-macroscopic.html

论文链接:http://www.nature.com/nature/journal/v528/n7583/full/nature16155.html


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