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量子芝诺效应(神奇的量子芝诺效应)
2022-08-25 20:44:09  浏览:91

量子芝诺效应(神奇的量子芝诺效应)

量子芝诺效应(神奇的量子芝诺效应)

量子芝诺效应是一种量子效应:如果我们持续观察一个不稳定的粒子,它将不会衰变。我们可以通过足够高频率的观测来使其“冻结”在它的已知初态。简单地说就是一个微观粒子可能会发生衰变,但是我们观测到它的时候它还没衰变,我们一直频繁的观测它,它就会永远保持不衰变的状态。

这确实很神奇,那么量子的芝诺效应到底存在吗?长期以来,这仅仅是一个预言和猜想。如今,科学家已经通过实验证实了这一理论。该实验源于康奈尔大学的另一项超低温研究。他们建立了一个将材料冷却至比绝对零度高0.000000001度的环境,在真空室里创造并冷却约10亿个铷原子,并利用激光束将这些原子暂停下来。根据海森堡测不准原理,在接近绝对零度的低温条件下,粒子之间的位置相对宽松,当你观察它们的时候,会发现原子既可能在这个地方,又好像在另外一个地方一样,也就是所谓量子隧穿。

神奇的是,在观察到量子隧穿效应的同时,科学家发现,他们可以通过观测来抑制量子隧道贯穿。这就是所谓的“量子芝诺效应”,量子测量会使一个量子系统被反复“冻结”。这是第一个在真实空间中通过测量原子运动观察到的量子芝诺效应。在量子效应消失后,原子开始像经典物理预料的那样行动。研究人员们通过原子单独的激光成像来观察它们。激光成像能让原子发出荧光,显微镜能够捕捉这种光束。当激光成像结束或者将光调暗,原子就能自由地隧穿。但随着激光束越来越亮、测量越来越频繁,原子隧穿开始急剧减少。

当你观察一个运动系统时,你的目光可以让这个系统停止运动。这听起来非常荒谬。接近绝对零度的原子装载在光晶格中,这些原子可以从一个格子跳到另一个格子。但是如果持续观察,这种跳动就会停止下来。这跳来跳去的原子,仿佛能明白你在看它,如果你一直盯着它看,它就也停下来,盯着你,不动了。这是多么神奇。这个实验让人们想到,在量子世界,这句话也许是对的:“被盯着的锅永远烧不开”。

但这也带来了一个更令人深思的结果,对应于宏观物体,一个人可能会死,但是我们观测到他还活着,无数人频繁的观测他,他就会一直活下去,有人称之为量子续命效应。如今欧美一些实验室已经开始了这方面的研究。