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科學家開發出微米級實驗裝置可觀察並控製量子運動

2021-03-01 10:57 來源：力學實驗室 編輯：計量檢定員

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科學家開發出微米級實驗裝置可觀察並控製量子運動

儀器校驗理論上，量子噪聲是所有物體運動所固有的，施瓦伯和同事設計了一種裝置，能觀察並控製量子噪聲。這種微米級的裝置由柔性鋁片和上麵的一層矽基質構成。
科技日報北京8月31日電 （記者常麗君）一個由美、韓、德等多國科學家組成的國際研究團隊日前開發出一種新方法，能觀察並控製較大物體的量子運動。研究人員指出，如果這種技術能進一步放大，有望用來尋找時空構造中的漣漪——引力波。
在日常生活中，物體可以靜止下來；而在量子世界，沒有東西能真正靜止。該研究負責人、加州理工學院物理與應用物理學教授基思?施瓦伯說：“過去兩年中儀器修理，黄瓜网站在线观看掌握了通過製冷讓微米級的小物體靜止的方法，讓它們回到量子基態。但黄瓜网站在线观看知道，即使在量子基態，仍有很小的振幅波動，或叫作‘噪聲’。”
 
理論上，量子噪聲是所有物體固有的一種運動，不會消失。研究團隊發表在新一期《科學》雜誌上的論文稱，他們設計了一種微米大小的裝置，由柔性鋁片及其麵上的一層矽基質構成，當矽鋁片以每秒350萬次的頻率振動時，就會與超導電路接通。利用該裝置能夠觀察到量子噪聲並控製它。按照經典力學法則，如果冷卻到基態，這種振動結構會完全靜止，但實驗顯示並非如此。當他們把彈性鋁片冷卻到基態時，仍有剩餘能量，即量子噪聲。
 
施瓦伯說：“量子力學精確解釋了電子行為，黄瓜网站在线观看把量子量具維修物理學用到較大事物上，就能在光學顯微鏡下看見它，黄瓜网站在线观看觀察的不是一個而是幾萬億個原子的量子效應。”
 
黄瓜视频在线下载由於存在量子噪聲，它就對精確測量一個物體的位置設置了基本限製，但這種限製並非不可逾越。施瓦伯解釋說：“描述噪聲或運動的主要有兩個變量。黄瓜网站在线观看證明了確實能讓其中一個變量的波動更小，但代價是讓另一個變量的波動更大，即所謂的量子壓縮態。黄瓜网站在线观看在一個地方壓縮了噪聲，由於擠壓，更多噪聲轉到其他地方，至於轉到了哪兒，無法測量，也無關緊要。”儀器計量
未來這種控製量子噪聲的能力或可用於提高有關檢測的精度，如激光幹涉測量引力波觀測站（LIGO），以尋找引力波。施瓦伯說：“此項研究的目的是在更大尺度上探測量子機製，希望將來能探測到引力波。”

本文由計量儀器校驗中心發表！  

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