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新的實驗以前所未有的規(guī)模從雙縫實驗中證明了一種奇異的量子效應(yīng)。分子可以同時出現(xiàn)在兩個地方,這要歸功于量子物理學(xué)。 科學(xué)家們早就知道,基于以下幾個事實,理論上是正確的:宇宙中的每一個粒子或一組粒子都是波。大的粒子,甚至細(xì)菌甚至人類,甚至行星和恒星……波同時占據(jù)空間中的多個位置。因此,任何物質(zhì)塊也可以同時占據(jù)兩個位置。物理學(xué)家稱這種現(xiàn)象為“量子疊加”,幾十年來,他們已經(jīng)用小粒子證明了這一點。 但是近年來,物理學(xué)家們擴(kuò)大了實驗規(guī)模,用越來越大的粒子來證明量子疊加?,F(xiàn)在,自然物理一個國際研究小組已經(jīng)使由多達(dá)2000個原子組成的分子同時占據(jù)兩個位置。 實驗的時候(不是本次實驗),光會通過兩個薄片的狹縫,在薄片后面的墻上形成一個干涉圖案,或一系列光條紋。但是光被理解為無質(zhì)量波,不是由粒子組成的東西,所以這并不奇怪。物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn),通過薄膜或晶體發(fā)射的電子會以類似的方式運轉(zhuǎn),就像在衍射材料后面的墻上形成光一樣。 因為物理學(xué)家已經(jīng)知道電子有質(zhì)量,而且絕對是粒子,所以實驗表明,物質(zhì)既是單個粒子,也是波。 為了完成本次實驗,研究人員建造了一臺機(jī)器,它可以通過一系列帶有多個狹縫的柵格和帶有多個狹縫的薄片來激發(fā)分子束(也被稱為氟烷基砜鏈四苯基卟啉,約為一個簡單氫原子質(zhì)量的25000多倍)。橫梁長約2米,科學(xué)家們在論文中寫道,這足夠大,在設(shè)計光束發(fā)射器時必須考慮到重力和地球自轉(zhuǎn)等因素。為了進(jìn)行量子物理實驗,他們還讓分子保持相當(dāng)?shù)臏囟取?/p> 但是,當(dāng)研究人員打開機(jī)器時,光束遠(yuǎn)端的探測器顯示出了一種干擾模式。這些分子同時占據(jù)了空間中的多個點。研究人員寫道,這是一個令人興奮的結(jié)果,證明量子干涉的規(guī)模比以往任何時候都要大。 |
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