科技日報北京9月26日電 （記者劉霞）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，由奧地利與瑞士科學(xué)家合作進行的一項新研究，對量子疊加原理進行了迄今最大規(guī)模測試：由近2000個原子組成的高溫復(fù)雜分子被置于量子疊加態(tài)，并進行干涉。
量子疊加原理是量子理論的一個標志，它在波函數(shù)的框架下對粒子的行為進行描述。粒子就像池塘表面的水波一樣，可以表現(xiàn)出干涉效應(yīng)。但與水波不同的是，量子波通過孤立的單個粒子都可以表現(xiàn)出來。
在量子力學(xué)里，雙縫實驗是一種演示光子或電子等微觀物體的波動性與粒子性的實驗。
在這個實驗中，粒子波同時通過兩條縫并進行干涉，這種效應(yīng)已在光子、電子、中子、原子甚至分子中得到了證明，但它也提出了一個物理學(xué)家和哲學(xué)家一直在努力解決的問題：這些奇怪的量子效應(yīng)是如何過渡到我們熟悉的經(jīng)典世界的。
現(xiàn)在，維也納大學(xué)的馬庫斯·阿恩特團隊以最直接的方式——通過展示更大質(zhì)量物體的干涉解決了這個問題。
在最近實驗中，這些分子的質(zhì)量超過25000道爾頓（原子質(zhì)量單位），是之前記錄的幾倍。其中，通過干涉儀發(fā)出的最大分子之一由40000多個質(zhì)子、中子和電子組成，其德布羅意波長比單個氫原子的直徑還要小1000倍。瑞士巴塞爾大學(xué)的馬塞爾·馬約爾團隊使用特殊技術(shù)合成了如此巨大的分子。
有模型預(yù)測，粒子的波函數(shù)會以與質(zhì)量平方成正比的速度自發(fā)坍縮。最新實驗表明，在給定的時間長度內(nèi)，重粒子保持疊加狀態(tài)，且分子處于疊加狀態(tài)的時間超過7毫秒，設(shè)置了新的干涉時限。
阿恩特說：“我們的實驗表明，量子力學(xué)雖然很奇怪，但也非常堅強。我樂觀地認為，未來的實驗將在更大規(guī)模上對它進行測試，量子和經(jīng)典之間的界線在變得越來越模糊。”
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