据最新一期《科学》杂志报道,日本东京大学研究团队首次实现对纳米级粒子的“量子挤压”,即粒子运动的不确定性小于量子力学零点涨落。这一成果不仅为基础物理研究开辟了新路径,也有助推动未来高精度传感、自动驾驶及无GPS信号导航等技术发展。
宏观尺度的物理世界,从尘埃到行星,遵循的是牛顿在17世纪发现的经典力学定律。而微观世界则遵循量子力学规律,其中一个重要特征是“不确定性”。也就是说,测量的精度天生受到量子力学涨落的限制。例如,零点涨落就是被囚禁粒子在最低能量状态下,其位置和速度仍会存在的量子力学涨落。所谓量子挤压,是指通过特殊方法产生不确定性小于零点涨落的量子态。实现这种状态不仅对准确理解自然世界至关重要,也有助于开发下一代可能受量子现象影响的技术。
虽然量子力学已在光子、原子等微观粒子上得到充分验证,但在纳米尺度的大尺寸物体上仍存在未解之谜。研究人员表示,创造合适的实验条件一直是巨大挑战。
为此,团队选择了一种由玻璃制成的纳米级粒子,将其悬浮于真空环境中,并冷却至最低能量状态,从而降低其不确定性。在确保囚禁势场得到最佳调制后,他们释放粒子并测量其速度,再通过重复实验获得粒子在该势场下的速度分布。结果显示,当释放时机最佳时,速度分布比最低能量状态下的不确定性更窄,证明实现了量子挤压。
这一成果并非一蹴而就。团队在多年探索中克服了诸多技术难题,包括粒子悬浮带来的额外涨落以及实验环境的微小扰动等。最终,他们找到了能够稳定复现的条件,成功完成了量子挤压的验证。
这一悬浮纳米级粒子体系对环境极为敏感,是研究量子与经典力学过渡现象的理想平台,也为未来新型量子器件的研发奠定了基础。
据《自然》消息,与不到10年前相比,每年发表60篇以上论文的研究人员数量增加了四倍。11月24日发表在bioRxiv上的一篇预印本 近期,多所高校组织了钓鱼邮件网络安全演练,结果显示部分高校有相当比例的师生“中招”。 例如,太原工业学院微信公众 近日,“面向经济主战场 共建科技创新生态”科技创新驱动高质量发展研讨会在京举行。中国科学院相关科研院所数十位专家出 中新网伦敦1月2日电 (彭欣怡)当地1月2日,英国气象局发布数据指出,2023年是英国自1884年有气象记录以来第二热的一年,仅 ? ? 据“浙江大学”微信公众号1月2日消息,加利福尼亚大学伯克利分校数学系正教授孙崧日前加盟浙江大学数学高等 。本文链接:纳米级粒子“量子挤压”首次实现http://www.sushuapos.com/show-11-26345-0.html
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