12月17日出版的《科学》杂志发表了编辑评选出的年度十大科学突破, 其中首架量子机械的发明位列十大突破之首. 在我们的印象中, 不论是华贵的跑车, 还是农地里的拖拉机, 日常生活中所有机械都遵循着基本的经典力学原理. 而量子力学则被认为是各种千奇百怪现象的综合体:比如能量是不连续的, 物体不能完全保持静止, 而且一样东西可同时"存在"于两个不同的位置. 当然物理学家只能在研究原子、分子、亚原子粒子、光、电流以及液氦等时发现量子效应.
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a- ?8 U, p( G7 [7 @# g然而今年, 物理学家设计了一种宏观尺度的振子: 它是几纳米宽, 几毫米长的半导体材料, 能像琴弦一样振动. 它吸收或者发出的能量只能是基频的整数倍. 为了实现这种设计, 物理学家通过冷却以及增大基频等方法, 使振子达到基态并以量子模式运动. 物理学家将振子与额外的电设备连接, 并通过微波操纵, 从振子中"取走"或"存入"不连续的能量, 犹如向ATM机中存取100元钞票一样.% f6 D- J. ]! i/ Z9 j
( l! s$ M3 d [) n: P) I' j从基础研究的角度看, 这种简单的量子机械能用于超灵敏力感应器和光量子的产生. 而量子机械的现实意义是, 它让人们思考, 我们的世界和量子世界的分界线究竟在哪里? 我们观察到的宏观物体是否有可能同时存在于两处不同的地方? 为了寻找这些答案, 物理学家将借助更先进的激光冷却设备, 把量子机械放大到十分可观的尺度. 4 l- u9 F1 y! `% W" n( A% E
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发表于 2010-12-20 11:11:38
