科技日報訊 點(diǎn)球能在同一時間既進(jìn)球得分又錯失球門嗎？對于非常小的物體，這是可能的。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)1月21日（北京時間）報道，德國伯恩大學(xué)的物理學(xué)家設(shè)計(jì)了一個實(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，取而代之的是，它們可以采用不同的路徑同時到達(dá)終點(diǎn)，科學(xué)家稱之為量子疊加態(tài)。原子確實(shí)看起來遵循量子力學(xué)規(guī)律運(yùn)動。 多年過去了，很多實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)了量子力學(xué)的預(yù)測。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，卻從來不會發(fā)生同時得分和失分的情形。 為什么大的物體不會發(fā)生微觀物體能產(chǎn)生的疊加態(tài)呢？ “有兩種不同的解釋。”伯恩大學(xué)應(yīng)用物理研究所安德里亞·阿爾貝蒂博士說，“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：“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)動規(guī)律完全相反。” 上述兩種解釋哪種是正確的？大的物體跟小物體運(yùn)動方式不同嗎？ 伯恩大學(xué)團(tuán)隊(duì)與英國赫爾大學(xué)克里夫·埃默里博士合作設(shè)計(jì)出的一個實(shí)驗(yàn)方案或許能解決這個問題。阿爾貝蒂說：“最大的挑戰(zhàn)在于制定一個能顛覆宏觀現(xiàn)實(shí)理論的測量原子位置的方法。” 物理學(xué)家們在《物理評論X》上描述了他們的研究成果，他們用兩個光學(xué)小鑷子能夠抓住一個單獨(dú)的銫原子，并將它向兩個方向拉。在宏觀現(xiàn)實(shí)理論中，這個原子最終會到達(dá)其中一個方向。量子力學(xué)觀點(diǎn)則認(rèn)為，這個原子能在兩個位置上保持穩(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：“我們現(xiàn)在用最溫柔的間接測量方法來確定了原子的最終位置?！钡钱?dāng)非直接的測量發(fā)生時，疊加態(tài)又被破壞了。現(xiàn)在能做的，就是接受原子確實(shí)同時采取了不同路徑的事實(shí)。 阿爾貝蒂提示說：“現(xiàn)在還不能證明量子力學(xué)也適用于大物體。下一步會將銫原子的兩個位置分開數(shù)毫米，如果在接下來的實(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） |
