薛定谔猫长大了
卉物理学界,薛定谔猫可是土 大名鼎鼎,并不比风靡世
界的加菲猫逊色.薛定谔猫最早 被放出是在1935年,一问世就 让当时所有的物理学大腕们痛苦 不堪,半死不活.这就是当年奥 地利物理学家薛定谔提出的一个 物理学佯谬:
将一只猫关在一个密闭的箱 子中,外边的人不打开箱子,无
和猫一起被关 法看到猫的状态.
在箱子里的还有放射性元素镭和 致命毒药氰化物.镭有可能发生 衰变,如果镭发生衰变,将触发 箱子内的机关,装有氰化物的瓶 子会被打破,毒气弥漫,猫被毒 死;而如果镭不发生衰变,瓶子 就不会被打破,猫就存活下来. 根据量子力学的理论,由于放射 性的镭处于衰变和没有衰变两种 状态的叠加,那么箱子里的猫 就理应处于死猫和活猫的叠加状 态.直到人们打开箱子,看到这 只猫,才终结了猫的叠加状态, 猫要么死了.要么活了.
这只在箱子中既死又活的
猫,就是所谓的"薛定谔猫". 薛定谔当年把这只猫"放"出 来,是要提出一个十分重大的量 子理论问
题
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:宏观世界是否也遵 从适用于微观尺度的量子叠加原 理?如果是,那么我们就必须接 受这个事实,即世界上确实存在 叉死又活的猫!不过,在当时的 物理学家看来,适用于微观世界 的量子"叠加"原理并不能用 于宏观世界中.
然而,大自然看样子又要让 我们大吃一惊了,因为薛定谔猫 长大了!
学家分别甩离子(离子可比电 子这样的基本粒子大多了)做
制造出具有"薛定谔猫" 试验,
态的粒子.美国科学家把6个 镀离子固定在电磁场阱中.粒 子之间相距几微米;然后用激 光冷却铰离子到接近绝对零度. 研究人员一方面提高激光的冷 却效率.一方面利用电磁场阱吸 收离子振动产生的热量.最终, 他们成功地使4个,5个.甚至 6个镀离子达到了薛定谔猫态. 一
次试验大概持续1毫秒,离子 薛定谔的家乡奥地利的科
学家利用类似的技术,使8个钙 离子在试验中出现了"薛定谔 猫"态,虽然雏持的时间稍短. 不过钙离子比铍离子个头更大. 操作难度也大
这些实验使我们必须重新打 量这个世界,也许过不了多久. 更大的粒子也会被
证明
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具有薛定 谔猫态.在科学家的实验室里. 薛定谔猫正在长大.这表明,我 们的宏观世界其实也处于看似自 相矛盾的两种状态的叠加之中. 的薛定谔猫态大约持续1/20毫 秒.它们既顺时针自旋,也逆 时针自旋,实现了两种相反量 子态的等量叠加.
这种不可思议的现象被称为 "纠缠".根据量子理论,如
果两个粒子发生纠缠,我们就能 够通过测量其中一个粒子的状态 而探知另一个粒子的状态.例如, 当两个粒子发生纠缠的时候,粒 子会同时出现两种状态的重叠, 最近,美国和奥地利的科即出现叠加态.
科学家做这方面的研究绝
不是为了放出一只薛定谔猫采吓 唬世人.他们有实际应用方面的 考虑.从理论上说,利用这种特 殊的量子现象,可以制造出比目
前的计算机强大得多的量子计算
机,多粒予的薛定谔猫态系统可
以作为未来高容错量子计算机的
核心部件.此外,薛定谔猫态还
可以用来改进精密的仪器.比如
原子钟和干涉计,用来测量细微
的距离等.,
曼际盔瀛我是个高三的学生.不知道上7大学能否顺毒U买戳院书.但是.我会永远
支持它.
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