@ 2015.12.31 , 15:30
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新的量子纪录——同时存在的两个原子核

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试着想象一下,一个立在指尖的小球同时也出现在你的肩膀上。你是不是觉得不可思议?我们一般都不敢想象一个物体可以同时出现在两个地方——但是,物理学家已经证明物体可以在半米的距离外受到影响,这打破了之前的记录。

这里有一个“重叠”的例子,就是一个物体能够以两个量子状态同时存在的想法。这个想法持续到一个性质的发现。这个性质使量子波函数分解为两种状态。同样的原则使“薛定谔的猫”在盒子里时同时处于生与死的状态,直到你打开盒盖。

我们通常认为量子力学只适用于亚原子微粒,但是理论中并没有限制它的范围。这就是为什么要进行试验来探究从量子到现实领域的转变。加州斯坦福大学的物理学家马克·卡谢维奇说:“我们都想知道是否存在一种方法,可以使“重叠”变为事物的经典形态。”

据悉,卡谢维奇和他的同事们创造了玻色-爱因斯坦凝聚体(简称BEC),这是一种由10000个铷(rb)原子组成的云状物,都具备相同的原子状态。他们用激光穿射过仅有几毫米的云状物,激光上升到十米高的空间,逐渐将原子分为两种状态。

BEC一到达空间的顶部,它的波函数就是一个以上两种状态的50比50的混合物,表示位置发生了54厘米的移动。BEC有大概1秒钟的时间停留在这种重叠状态,然后回到原样。在底部,激光使两种状态回到一个状态,这就表明似乎原子来自两个不同高度,证实了BEC实际上在空间的顶部处于“重叠”状态。

之前的试验证明的重叠状态有着较小的距离,持续的时间较短——过去的记录仅仅是0.25秒,1厘米。卡谢维奇的研究把重叠状态推广到了人类可见的尺度。“我们的研究真正意义上权威性地形成了更多的的分裂,”他说,“没有人曾经完成过这项任务。”

使云状物分离包含将部分空间的温度降到绝对零度之上,然后马上调节BEC的轨迹来解释说明在实验中的地球自转。德国杜伊斯堡·艾森大学的克劳斯·豪恩伯格说:“他们已经探索出了人类未知的领域。”

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但是这个研究成果可能没有它看上去那么具有突破性。在2013年,豪恩伯格协助设计“古怪刻度”为实验评分,依据的是它们将量子影响延伸到现实世界的深度。豪恩伯格提出,卡谢维奇的工作延伸了距离维度但是在其他方面有所折衷,所以得到了和之前实验一样的分数。这就意味着,把“薛定谔的猫”变成现实还有很长的路要走。

本文译自 newscientist,由译者 一只咸鱼 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 29+1

  1. 3023765

    如果不打开盒子就无法判断状态,那两个状态是如何被观察到的,观察到了又是如何确认是他该有的状态

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  2. 路人①
    @2 years ago
    3023766

    @虐猫狂人薛定谔

    [22] XX [6] 回复 [0]
  3. 3023769

    明明每个字都认识……

    [77] XX [0] 回复 [0]
  4. 飘过
    @2 years ago
    3023773

    拔出来之前才知道有没有。。。

  5. 年年
    @2 years ago
    3023785

    每个字都认识系列

  6. 路过好人
    @2 years ago
    3023791

    求大神帮我们翻译成普通话

  7. 绝念梦依然
    @2 years ago
    3023801

    以前哲学老师问我们:有没有两片完全一样的树叶?
    班里一牛人回答:没有,及时外形和结构一模一样,但它们存在的时间和地点是不同的。
    之所以是牛人,是因为开学第一天他背着个双肩背包到我们宿舍拿出一张报纸看了半个小时,未发一言,离去。。。。

  8. 给哈哈哈
    @2 years ago
    3023802

    有没有可能以后的压缩技术会出现把大量物质压缩至量子态同时存在于很小的空间内且表现出的质量也是按概率出现的单个物体的质量

  9. 逗比
    @2 years ago
    3023811

    试着想象一下,一个立在指尖的小球同时也出现在你的肩膀上。
    这就是作者你小时候总是把手指放在肩膀旁边的借口吗?

  10. 良人
    @2 years ago
    3023825

    平行空间?相同时间点不同空间下的空间思维紊乱?

  11. wongjingsing
    @2 years ago
    3023852

    量子纠缠理论?????????

  12. 戊戌白羊
    @2 years ago
    3023870

    @SS: 高于当前的维度就可以直接观测到了呗。。。实际上还是靠计算(脑补)

  13. 3023874

    标题的意思是一团原子同时位于两个位置。
    第二段中的superposition是量子力学的专有名词,应翻译为叠加态。第二句的This是指an object can exist in two quantum states at the same time,意思是一个物体会处于叠加态直到它被观测。
    第二段的翻译应为:这是一个“叠加态”的例子,即一个物体可以同时处于两个量子态。叠加态会持续到物体被观测,观测会使其一个叫做波函数的性质坍缩到其中一个量子态上。

    科普一下,superposition或者说叠加态是量子力学最核心,最反直觉、反经典的概念之一。经典力学中没有叠加态,一个物体要么在A点,要么在B点;一只猫要么是死的,要么是活的。而量子力学与此相悖,一个物体可以处于A和B的叠加态;猫可以处于死和活的叠加态。注意,叠加态不是说物体同时在A和B两个地方,或者猫既是死的又是活的;而是说如果你进行观测,你会随机得到两个状态中的一个。
    本文中,科学家实现了让一团原子处于相距54厘米的两个位置的叠加态。

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  14. 3023878

    他是怎么知道是同一个原子?原子有身份证?

  15. 银之
    @2 years ago
    3023906

    《影分身术原理》

  16. 银之
    @2 years ago
    3023911

    弯蛋继掰弯后的新系列《论自攻自受的可行性》:你可以同时处在插自己和被自己插的状态,当你射的时候这个不确定状态收敛了,我们可以确定你射在了自己的直肠里

    [18] XX [4] 回复 [0]
  17. 布瑞斯
    @2 years ago
    3023924

    这不就是魔法的原理么?

  18. 哈佛教授
    @2 years ago
    3023993

    薛定谔死后转生到古代的日本,作为宇智波一族而出生,这就是禁术“伊扎那岐”的由来。

  19. 3024003

    这么说来量子效应的尺度已经大到突破成年人的尺寸直奔大象而去了?!卧槽啊!!!

  20. 捷克斯洛伐克
    @2 years ago
    3024004

    好像说得1cm不是人类可见的尺度一样~~

  21. Leonardo9512
    @2 years ago
    3024007

    喵:卧槽我感觉又要来搞我了

  22. 3024068

    《球状闪电》

  23. Thewalker
    @2 years ago
    3024228

    我既是生也是死,我既是开始也是终结,我知道我在说什么也不知道我在说什么

  24. 饕餮
    @2 years ago
    3024336

    @9zer: supperposition也不算是量子力学的专有名词吧. 我们用这个词是因为现代量子力学主要是薛定谔的波动力学, 而supperposition的存在是所有波都有的性质.

  25. 悬岳
    @2 years ago
    3024448

    感谢小编的选材,自从王兜丢神隐后就很少见此类文章了,虽然大半看不懂但每每读读完都会觉得逼格高高的有没有

  26. 张凡
    @2 years ago
    3025570

    FML,也许这就是量子玩 时分复用而已…

  27. 3026047

    认识每个字

  28. 包子哥哥
    @2 years ago
    3026167

    @布瑞斯: 推荐看一个小说《奥数神座》·哈哈哈一样的脑洞

  29. 呵呵
    @2 years ago
    3026746

    不明嚼梨

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