“聽”量子?快照技術(shù)幫助科學(xué)家“聆聽”量子世界!
當(dāng)科學(xué)家們研究非常小而迅速的粒子時,他們看到的物理定律與日?!罢4笮 钡氖澜缬兄烊乐畡e。觀察這些違反直覺的現(xiàn)象一直以來都很困難,但是昆士蘭大學(xué)的物理學(xué)家們(一個奧地利/英國研究小組的成員)發(fā)明了一種新技術(shù),使觀察量子運(yùn)動變得更加容易。

這一發(fā)現(xiàn)可能有助于量子物理學(xué)在新技術(shù)中的應(yīng)用,比如利用量子運(yùn)動不尋常特性的超靈敏運(yùn)動傳感器,類似于手機(jī)中的傳感器。Farid Shahandeh博士在UQ獲得博士學(xué)位,目前在斯旺西大學(xué)(Swansea University)。Farid Shahandeh博士表示,這種新技術(shù)與通過觀察琴弦“聽”小提琴有相似之處。

博科園-科學(xué)科普:當(dāng)音樂家拉小提琴時,每根弦以特定的頻率振動,產(chǎn)生特定的聲音,所有這些頻率的組合或‘疊加’就會產(chǎn)生你所聽到的音樂。如果聽不到音樂,就像貝多芬在生命的最后十年里所做的那樣,僅僅通過觀察琴弓的劃動來領(lǐng)會演奏的是什么是極其困難。在量子物理學(xué)中,對量子‘小提琴’的聲音充耳不聞,但新技術(shù)利用光使我們能夠聽到它們。研究人員在演奏量子樂器方面取得了重大進(jìn)展,但要聽到它們的聲音并確定它是一種旋律(而不僅僅是單一頻率)是出了名的困難,研究結(jié)果發(fā)表在《量子》期刊上。

UQ榮譽(yù)研究員,英國昆士蘭大學(xué)澳大利亞工程量子系統(tǒng)研究委員會中心(EQUS)的合作者馬丁·林鮑爾博士說:該研究小組的新方法類似于給小提琴移動琴弦拍快照。其他方法試圖一次提取整個量子運(yùn)動,但該方法是從一系列用強(qiáng)光拍攝的快照中重建它。量子小提琴仍然會產(chǎn)生振動的聲音,盡管這種聲音的音調(diào)太高,聽不見。需要理解的重要一點(diǎn)是,不能用普通琴弓拉這把小提琴:你必須用光線來讓琴弦振動。Ringbauer博士說,這種靈活的新技術(shù)使得在目前許多其他方法失敗實(shí)驗(yàn)中觀察量子運(yùn)動成為可能。能夠觀察和驗(yàn)證機(jī)械系統(tǒng)的量子特性,是發(fā)展新量子技術(shù)的關(guān)鍵一步。


博科園-科學(xué)科普|研究/來自: 昆士蘭大學(xué)
參考期刊文獻(xiàn):《Quantum》
DOI: 10.22331/q-2019-02-25-125?
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