科技日報訊 點球能在同一時間既進球得分又錯失球門嗎？對于非常小的物體，這是可能的。據(jù)物理學家組織網(wǎng)1月21日（北京時間）報道，德國伯恩大學的物理學家設計了一個實驗，首次實驗結(jié)果就證明了銫原子確實在同一時間采取了兩條路徑。 大約100年前，物理學家沃納·海森堡創(chuàng)建了一個新的物理學領(lǐng)域——量子力學，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終點，科學家稱之為量子疊加態(tài)。原子確實看起來遵循量子力學規(guī)律運動。 多年過去了，很多實驗已經(jīng)證實了量子力學的預測。但是，在宏觀日常生活經(jīng)驗中，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。”伯恩大學應用物理研究所安德里亞·阿爾貝蒂博士說，“量子力學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?！钡部赡苣切┳闱蜃裱送耆煌囊?guī)則。他說：“宏觀現(xiàn)實理論的解釋認為，足球總是沿著特定軌跡前進，獨立于我們的觀察，而且這與原子運動規(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動方式不同嗎？ 伯恩大學團隊與英國赫爾大學克里夫·埃默里博士合作設計出的一個實驗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)實理論的測量原子位置的方法。” 物理學家們在《物理評論X》上描述了他們的研究成果，他們用兩個光學小鑷子能夠抓住一個單獨的銫原子，并將它向兩個方向拉。在宏觀現(xiàn)實理論中，這個原子最終會到達其中一個方向。量子力學觀點則認為，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)實理論的可能性。相反，伯恩團隊的實驗結(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?！钡钱敺侵苯拥臏y量發(fā)生時，疊加態(tài)又被破壞了。現(xiàn)在能做的，就是接受原子確實同時采取了不同路徑的事實。 阿爾貝蒂提示說：“現(xiàn)在還不能證明量子力學也適用于大物體。下一步會將銫原子的兩個位置分開數(shù)毫米，如果在接下來的實驗中還找到疊加態(tài)，那么宏觀現(xiàn)實理論將再次遭受打擊。” （房琳琳） |
