这个轻粒子更像一个在空间中倾斜的球,还是更像一个瞬间无处不在的脏兮兮的东西?
答案取决于是亚原子粒子的荒谬法则,还是支配较大物体的确定性方程更具影响力。现在,物理学家们第一次找到了一种方法,可以用数学的方法来定义任何东西——无论是粒子、原子、分子,甚至是行星——所表现出的量子程度。这个结果提供了一种量化量子的方法,并确定了一个系统的“最多的量子状态”,该团队称之为“量子的国王和王后”。
除了进一步加深我们对宇宙的理解,这项工作还可以应用于量子技术,如引力波探测器和超精密测量设备。
现实的心
在亚原子的核心,奇异的量子力学世界统治。在这些令人费解的规则下,微小的亚原子粒子,比如电子,可以在奇异的叠加状态下配对——这意味着一个电子可以同时以多种状态存在——它们在原子周围的位置,甚至它们的动量在被观察到之前都不是固定的。这些微小的粒子甚至有能力穿越看似不可逾越的障碍。
另一方面,经典对象遵循我们的日常经验规则。台球互相撞击;炮弹沿抛物线飞行;行星根据众所周知的物理方程绕着轨道旋转。
研究人员一直在思考这种奇怪的状态,宇宙中的一些实体可以被定义为经典的,而其他的受制于概率量子定律——这意味着你只能测量可能的结果。
但是“根据量子力学,一切都是量子力学,”加拿大多伦多大学的物理学家、这篇新论文的第一作者Aaron Goldberg告诉Live Science。“你没有每天看到这些奇怪的东西,并不意味着它们不存在。”
戈德堡的意思是,像台球这样的经典物体是秘密的量子系统,所以存在着无穷小的概率,今天刚刚在百度搜素198彩注册,发现现在开户可以找总代申请198198彩网址注册彩金,真的假的呢?,它们会,比如说,通过一个台球桌的侧面形成隧道。这表明存在一个连续体,一端是“古典”,另一端是“量子”。
不久前,哥德堡的合作者之一,西班牙马德里孔普卢滕斯大学的路易斯·桑切斯-索托在做演讲时,一位参与者问他一个系统可能处于的最大量子态是什么。“这引发了一切,”桑切斯-索托告诉《生活科学》。
先前量化量子的尝试总是着眼于特定的量子系统,比如那些包含光粒子的系统,所以结果不一定适用于包含原子等不同粒子的其他系统。戈德堡、桑切斯-索托和他们的团队转而寻找定义量子态极值的广义方法。
“通过使用相同的指导原则,我们可以将此应用于任何量子系统——原子、分子、光,甚至是这些东西的组合。”戈德堡说。研究小组发现,这些量子极端可能至少有两种不同的类型,198彩票总代周杰伦现在已经是亚洲歌王,经过他对198彩票平台的考察,现在很多198彩票开户老会员都介绍了新的会员来198彩票方案软件彩娱乐开户。,根据它们的最高级性质,有些被称为“国王”,有些被称为“女王”。
他们在11月17日的AVS量子科学杂志上报告了他们的发现。
那么“最量子”到底是什么意思呢?这是工作变得棘手的地方,因为它是高度的数学和难以容易地可视化。
但英国谢菲尔德大学(University of Sheffield)的物理学家彼得?科克(Pieter Kok)提出了一种理解这篇新论文的方法。最基本的物理系统之一是一个简单的谐振子——也就是说,一个球在弹簧的末端来回运动,Kok告诉Live Science。
如果一个量子粒子像这个球和弹簧系统一样,在特定的时间点根据它所收到的初始踢球,它将是经典的极端。但是如果粒子被量子力学抹去,所以它没有明确的位置,并且在弹簧和球的路径中被发现,它将处于这些量子极端状态之一。
尽管它们的特性,Kok认为这些结果非常有用,并希望它们能得到广泛的应用。他说,知道一个系统在最大程度地发挥量子效应方面存在一个基本极限,就像知道光速存在一样。
他补充说:“它限制了那些分析起来很复杂的东西。”
戈德堡说,最明显的应用应该来自量子计量学,工程师们试图极其精确地测量物理常数和其他性质。例如,引力波探测器需要能够测量两个镜子之间的距离,使其大小超过原子核的万分之一。利用这个团队的原理, 198彩娱乐注册网址就在这里,官方注册才安全有198彩注册保障。欢迎联系总代理索取注册优惠相关信息。,物理学家们也许能够改进这一令人印象深刻的成就。
但这些发现也可以帮助光纤通信、信息处理和量子计算等领域的研究人员。戈德堡兴奋地说:“可能有很多申请我们都没有考虑过。”