科学:薛定谔的阳离子成为现实

日期:2018-01-01 09:36:18 作者:糜檠蔗 阅读:

马克·沃德(Mark Ward)美国研究人员将物理学中最着名的思想实验之一带入了生命他们创造了一只薛定谔的猫 - 或者更确切地说,是薛定谔的一种 1935年,诺贝尔奖得主物理学家欧文·薛定谔(ErwinSchrödinger)设想了一个实验,以说明量子世界的奇特之处量子理论认为原子也可以作为状态的“叠加”存在 - 实际上同时占据两个状态然而,任何确定原子状态的尝试都会迫使它采用一种状态或另一种状态薛定谔提议将一只想象中的猫关在一个盒子里,里面有一个氰化物罐,由于放射性原子的衰变而被触发打开量子理论认为,在观察到原子状态之前,它存在于未衰变和衰变状态的叠加中但是,这假设猫必须处于生死叠加状态,这是很难想象的薛定谔用这个悖论来说明将量子力学与经典物理定律联系起来的困难但科罗拉多州博尔德市国家标准与技术研究所的克里斯·门罗及其同事现在声称已经建立了这样的联系,尽管规模远远小于猫他们的实验使用带正电荷的铍离子或阳离子,使用电场和激光固定他们通过用一系列频率的激光扫描阳离子,将阳离子置于金属沉积中其中一个轨道电子的“旋转”同时处于两种状态,称为“向上”和“向下”(New Scientist,Science,1995年12月23日至30日)这种叠加的离子由两个“波包”组成,一个对应于旋转状态,另一个对应于旋转状态将薛定谔的实验付诸实践需要另外三个激光脉冲第一个发送旋转波包在离子阱内部来回穿梭80纳米第二个对旋转波包进行了同样的操作,使其与其伙伴相反摆动最后的脉冲使得波包在陷阱中穿过时彼此干扰 Monroe说,重要的一点是经典物理学在80纳米的距离上运行良好研究人员可以通过将另一个激光聚焦在离子阱上来检测任何时间点的干涉程度如果离子处于旋转状态,则在用激光探测时会发出荧光;如果它处于旋转状态,它就不会因此,荧光量揭示了波包干扰的程度这种测量破坏了叠加并将离子留在陷阱内的一个位置但是通过重复实验数千次并在不同时间进行测量,研究人员建立了干涉图案,表明,除了处于上下自旋状态的叠加之外,离子也是两个叠加的叠加地点(Science,vol 272,p 1132) “在我们的案例中,活猫或死猫的概念被一个地方或另一个地方的离子所取代,