暢點科技 如果你把球扔向牆壁,它會反彈到你身上——這就是經典物理學的工作原理。 但是當然,量子物理的世界更可怕,所以如果你對一個粒子做同樣的實驗,它有可能突然出現在另一邊。 這要歸功於一種叫做量子隧穿的現象,現在一組物理學家已經測量了這個過程需要多長時間。 這個詞可能會讓人聯想到粒子逐漸穿過屏障的畫面,但它並不是字面上的「隧穿」——它實際上是數學隨機機會的產物。 舉個例子,你要畫出一個粒子在你把它扔到牆上後會去哪裡的機率。 極有可能它會遠離牆壁——但在量子世界中,你永遠不可能百分之百確定某件事。 雖然聽起來像科幻小說,但量子隧穿是一種有充分證據證明的現象,發生在電子顯微鏡和電晶體等日常用品中。 像電子這樣的基本粒子也會有規律地從原子中「隧道」出來,這也是放射性衰變背後的一個關鍵驅動因素。 但是圍繞這一現象的一個持續的謎團是,一個粒子穿過一個勢壘需要多長時間,或者是否需要任何時間。 一些科學家認為它是瞬間發生的,但這意味著它的速度比光速還快,而且可能違反因果關係的原則。 為了測量隧穿時間,格里菲斯大學和澳大利亞國立大學的研究人員用一種每秒發射1000個光脈衝的強雷射轟擊氫原子。 他們的想法是,這為電子從原子中逃逸創造了合適的條件,從而使研究小組能夠精確地測量隧穿需要多長時間。 結果呢?量子隧穿似乎是瞬間發生的,快得令人難以置信。 據研究人員稱,這需要不到1.8阿秒,即十億分之一秒的十億分之一。 「有一個明確定義的點,我們可以從那裡開始相互作用,有一個點,我們知道電子應該從哪裡出來,如果它是瞬時的,」該研究的聯合首席作者羅伯特桑(Robert Sang)說。 「因此,任何與那個時期不同的東西,我們都知道要經過那麼長的時間才能穿過這個屏障。 這就是我們如何測量它需要多長時間。 結果表明,在實驗不確定度範圍內的理論與瞬態隧穿是一致的。 有趣的是,這與之前的研究形成了對比,之前的研究測量的隧道時間要長得多。 2017年,馬克斯普朗克的研究人員發現,量子隧穿需要180阿秒,但這項新研究的團隊表示,像這樣的早期實驗過於複雜,容易出錯。 例如,在馬克斯普朗克的研究中,研究小組使用了氪原子和氬原子,它們比只有一個電子的氫複雜得多。 該研究的聯合首席作者伊戈爾•利特維紐克(Igor Litvinyuk)表示:「其他地方此前的測試使用了更復雜的原子,其中包含幾個或多個電子。 」為了解釋不同電子之間的相互作用,他們使用了不同的近似模型。 他們從這些模型中提取了時間。 我們的模型沒有使用近似,因為我們不用擔心電子和電子之間的相互作用。 此外,在其中一個實驗中,他們測量了兩種原子之間的相對時延,而不是單個原子的時延。 」 研究人員表示,他們已經解決了這個長期存在的物理學之謎,但根據量子物理學的真正精神,也許我們永遠無法100%確定。 《物理學家測量量子隧穿時間取得進展》完,請繼續朗讀精采文章。 喜歡 科學報 cn-n.net,請記得按讚、收藏及分享。
音調
速度
音量
語言
物理學家測量量子隧穿時間取得進展
精確朗讀模式適合大多數瀏覽器,也相容於桌上型與行動裝置。
不過,使用Chorme瀏覽器仍存在一些問題,不建議使用Chorme瀏覽器進行精確朗讀。