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研究人员破解量子物理难夏川真弓题

物理学 2022-04-22 23:59:55

奥克兰大学 信用:在Unsplash上的Zak Sakata 科学家们重新研究了一位美国物理学家提出的60年前的想法,并对量子世界提出了新的见解

这项花了七年时间完成的研究,可能会导致光谱技术、激光技术、高精度干涉测量和原子束应用的改进

量子物理学是在原子水平上对物质的研究

原子和电子非常小,10亿个并排放置的原子和电子可以放在一厘米之内

由于原子和电子的行为方式,科学家将它们的行为描述为波

与直线运动的粒子不同,波可以绕过障碍物,但是如果有足够多的随机障碍物,波就不能通过,因为它们相互干扰并相互抵消

在低温下,由原子和粒子组成的物质可以表现得很像光;也就是说,光的行为与所有波的行为相同

在与物质的相互作用中,光可以表现得好像它是由不围绕物体运动的粒子组成的,而是沿着直线传播

在该大学的量子信息实验室,研究人员更进一步,在混合物中加入了超冷原子实验

在高科技激光的帮助下,他们操纵这些超冷原子,直到它们冷到肉眼可以看到它们的波动行为

“我们说的是绝对零度以上十亿分之一的温度(-273

15摄氏度),所以这是相当寒冷的

我们创造了定制的障碍物图案来阻挡海浪,当我们拍照时,我们可以找到这些原子在哪里

通过这种方式,我们可以看到让我们的量子力学波反射出障碍物到底需要什么,以及为什么波无法进入

胡格兰说

“从这项研究中,我们对量子世界有了更深入的了解,这反过来又决定了我们周围的世界会发生什么

这项研究的副产品是改进的光谱技术、激光技术、高精度干涉测量和原子束应用

" 通过多德-沃尔斯光子学和量子技术中心与奥塔哥大学的研究人员合作,研究小组最终能够将实验结果与理论预测相匹配,为新的见解让路,新的见解可以用来创造和测试具有定制属性的“设计材料”

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