@ 2016.11.16 , 15:00
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十万亿亿分之一秒:测量时间的极限

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如果你把时间一直对半切,切到何时你就再也切不动了呢?

这个问题可能更应该问哲学家而不是科学家,但是人家偏偏要试一试。在一项突破性的新研究中,位于德国的量子光学普朗克研究所就将时间切到了无法再往下切的程度。根据New Scientist报道,这一惊世特技将允许科学家们在时间片段中观察电子的行为。

这一研究已经发表在《自然》上,科学家们成功在泽秒仄秒(10的负21次秒)的尺度上测量到一个原子的变化。泽秒仄秒是10^(-21)秒(十万亿亿分之一秒),即千分之一阿秒,后者被认为是可测量的最短时间。这就让科学家们能在极短的刹那观察原子,他们甚至可以看到一个电子逃离其轨道的完整过程,在此之前从未有人观测到这个。

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在如此微观层面是达到如此惊人的精确度有着重大意义,因为研究者们可以观察到量子态之间的变化。

“通过这些信息,我们首次能够测量到电子的量子态从一个围绕原子的非常受限的束缚态变成自由状态,”研究者之一的Marcus Ossiander解释说。

研究中,他们测量了光电效应,这种现象由爱因斯坦首先提出,即当光子击中原子的电子时,会将电子轰出轨道。这个过程发生的速度极快,从而从未有人直接观察到过。之前的研究者只能测量电子逃离原子之后的状况。

这虽然只是微观层面上的进步,但是能在这样的细节层面上测量时间将会给未来技术带来突破性的发展,比如超导电性和量子计算。

“很多研究都源自单一电子之间的互动,但是我们一直将它们视作整体来研究。如果你想要从微观层面了解原子,最基本的要求就是你要知道单一电子之间是如何互动的,”首席研究者Martin Schultze说。

本文译自 mnn,由译者 许叔 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 41+1

  1. 3324686

    我一本正经的看完了。若有其事的重新浏览一遍,
    然后,还是不明白

    [115] XX [1] 回复 [0]
  2. 3324687

    总之是说电子在同一时间出现在不同地方的情况是因为观测时间还不够短。在啧秒尺度上就可以观测到电子是如何移动的了。

    [7] XX [10] 回复 [0]
  3. 3324692

    时间的基本尺度”泽秒”。。蛤

    [76] XX [3] 回复 [0]
  4. 留言终结者
    @10 months ago
    3324693

    万亿分之十亿分之一秒,不能写成多少分之一秒吗?

    [14] XX [1] 回复 [0]
  5. 3324694

    泽?泽秒?

    [45] XX [0] 回复 [0]
  6. 3324695

    为什么是泽秒..

    [21] XX [0] 回复 [0]
  7. 旧巷子里的黑曜石
    @10 months ago
    3324696

    @OMYGOOD: 你不明白什么 滑稽眼

  8. 苍老师
    @10 months ago
    3324699

    观察是靠肉眼及仪器的 到底是什么东西能观测到12亿分之一秒?

  9. 3324700

    10^(-21) = 十万亿亿分之一

  10. 拉莱耶文本
    @10 months ago
    3324703

    泽秒是间的基本单位,你们这群年轻人还是要学习一个

    [19] XX [3] 回复 [0]
  11. 凤凰院凶真
    @10 months ago
    3324705

    泽字错了吧,一般都是说仄秒的啊,还是音译不同两者通用的?

    [10] XX [3] 回复 [0]
  12. 暮光闪闪
    @10 months ago
    3324706

    -10^(-21)s

  13. zz的粉丝
    @10 months ago
    3324708

    最短的时间应该就是h/c了

  14. 3324709

    仄秒  

  15. 驭受之王
    @10 months ago
    3324717

    一普朗克时间是多少这个时间?

  16. zeff2010
    @10 months ago
    3324719

    我觉得这种看不懂的文章都是因为翻译太差了

    [2] XX [13] 回复 [0]
  17. 3324722

    亿之上不是还有京,载,极和恒河沙数吗

  18. 3324723

    可不可以理解成整个世界的一帧

    [12] XX [0] 回复 [0]
  19. 水纷飞
    @10 months ago
    3324728

    嗨!那个盒子外面的人!你的显卡该升级了,这个刷新率已经被NPC观察到了!

    [101] XX [0] 回复 [0]
  20. 3324736

    是现有设备的极限还是理论极限呢

  21. 四大皆空千殇
    @10 months ago
    3324743

    @Oracle: 我为长者续一泽秒

    [15] XX [1] 回复 [0]
  22. 零下伊度
    @10 months ago
    3324751

    无图无真相!

  23. 3324763

    长者曰过:一尺之棰,日取其半,万世不竭

    [16] XX [2] 回复 [0]
  24. dalin920
    @10 months ago
    3324766

    时间和空间是同质的,是量化的,时间由一块块不连续的量子化组合而成

  25. 3324780

    +1仄秒 会不会不够虔诚

  26. 小续续
    @10 months ago
    3324812

    光看题目就知道你们会回复什么,毕竟图样
    曰..曰

  27. 小续续
    @10 months ago
    3324813

    光看题目就知道你们会回复什么,毕竟图样
    曰…曰

  28. 3324854

    对所有看不明白还要说出来的就一个字

    学。

  29. 刚吃完花生
    @10 months ago
    3324885

    全部字都看懂系列

  30. 3324926

    普朗克时间

  31. 3324927

    @驭受之王: 我记得就是这个时间

  32. 3325012

    @驭受之王: 1普朗克时间是5E-44秒,而本文测量的时间是1E-21秒,距离普朗克时间还差得远。

    顺带给其他人科普一下普朗克时间,这是理论上的最短时间,再短就没有意义了。1普朗克时间是光在真空中运行1普朗克长度所需的时间。比这更短的时间,受制于量子力学不确定性原理,在现有的理论框架(广义相对论)下没有意义。举例来说,要测量如此之短的时间,我们需要发射和接收超高能量的光子,而能量如此之高的光子会产生黑洞把自己吞噬掉,这样我们就无法测量。

    顺带说一句,在宇宙诞生之初,在1普朗克时间之内,宇宙里只能容纳得了一个光子。

    [25] XX [1] 回复 [0]
  33. 撞死你
    @10 months ago
    3325173

    看到图片上的煎蛋两个字总觉得恶心,图又不是你原创的,凭什么打上你的水印呢?

    [3] XX [23] 回复 [0]
  34. 3325252

    @撞死你

    你以为我们愿意花时间去加水印?网上一堆抄袭盗用煎蛋内容了,水印是唯一能标注来源的方式。

    [23] XX [1] 回复 [0]
  35. 3325318

    每个字都看的得懂系列

  36. 3325338

    不是有什么测不准原理什么的?

  37. 芦中人
    @10 months ago
    3325374

    这种类型的文章,本来就懂的人看了只会觉得文章不专业,本来不懂的人看了更加一头雾水

  38. EOURXLJDSF
    @10 months ago
    3325381

    骗经费营销案例

  39. 3325412

    @sein:这不正好就活捉了一只么,蛤蛤

  40. 天朝王小明
    @10 months ago
    3325658

    可以把时间比做帧数,这是最大fps的一帧~ 是不是可以这么理解?

  41. 3325808

    这文章胡说八道,原文根本不是这个意思。测量的时间精度在0.1个阿秒左右,但是通过拟合可以确定一个绝对的零时,这个零时理论上是可测量最短的原子时间,大约是泽秒

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