哇塞,你知道吗?最近在量子物理界可是炸开了锅!中国科学家们竟然让那个传说中的“薛定谔的猫”活了整整23分钟!这可不是闹着玩的,而是实实在在的科研成果,让人不禁想一探究竟。
量子界的“神兽”再现江湖
提起“薛定谔的猫”,相信很多人都会想起那个著名的思想实验。这个实验由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔在1935年提出,用来阐释原子的量子叠加状态。简单来说,就是在一个封闭的盒子里,有一只猫、一个装有毒气的瓶子和一个放射性原子。在没有打开盒子观察之前,猫既是死的也是活的,处于一种生死叠加的状态。而当打开盒子观察时,猫的状态会从既是死又是活的状态变为确定的死或活。这个过程被称为波函数坍缩。
这种量子叠加状态通常存续时间非常短暂,几秒或者几毫秒。但这次,中国科学家们可是打破了纪录,让这个“神兽”活了整整23分钟!
打破纪录,揭秘“磁力猫”
这项研究由中科大少年班学院院长卢征天教授、合肥国家实验室研究员夏添领衔,成果发表在《自然·光子学》上。他们是如何做到的呢?
原来,科学家们利用了一种叫做非线性自旋旋转的技术,让原子的自旋同时指向两个完全相反的方向。他们使用了一种波长为1036nm、功率为16W的线性偏振光晶格激光束,在魔术波长上捕获了大约10个Yb原子。这些原子首先在邻近腔室的磁光阱中被预冷并加载,随后通过移动光学偶极阱沿x轴方向输送到测量室。
更令人惊叹的是,实验装置被四层磁屏蔽所保护,以防止温度、磁场等环境干扰导致量子叠加状态在几秒或毫秒内坍缩到单一状态。
相干时间突破,量子世界的大门敞开
在这个实验中,科学家们成功实现了长达23分钟的薛定谔猫态,相干时间达到了1400秒。这个相干时间是指量子系统在退相干之前能够保持量子特性的时间,退相干指的是量子系统逐渐失去其量子特性的过程。
这个成果的意义非凡,因为它为量子物理世界的研究打开了大门。未来,我们可以利用这种长寿命的薛定谔猫态来检测和研究磁力、探索物理学中新的和奇异的效应,甚至可以用于非常稳定的量子计算机内存。
量子计算机的“新伙伴”
想象如果未来我们能够利用这种长寿命的薛定谔猫态来构建量子计算机,那将是多么激动人心的事情!因为量子计算机的内存需要非常稳定,而长寿命的薛定谔猫态正好满足了这一需求。
此外,这种量子叠加状态还可以用于量子通信、量子加密等领域,为我们的科技发展带来更多可能性。
中国科学家们这次在量子物理领域的突破性成果,不仅刷新了纪录,更为我们打开了量子世界的大门。让我们一起期待,未来会有更多令人惊叹的科研成果涌现!