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    “听”量子?快照技术帮助科学家“聆听”量子世界!

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      普朗克
      “听”量子?快照技术帮助科学家“聆听”量子世界!

      博科园:本文为物理学类

      当科学家们研究非常小而迅速的粒子时,他们看到的物理定律与日常“正常大小”的世界有着天壤之别。观察这些违反直觉的现象一直以来都很困难,但是昆士兰大学的物理学家们(一个奥地利/英国研究小组的成员)发明了一种新技术,使观察量子运动变得更加容易。这一发现可能有助于量子物理学在新技术中的应用,比如利用量子运动不寻常特性的超灵敏运动传感器,类似于手机中的传感器。Farid Shahandeh博士在UQ获得博士学位,目前在斯旺西大学(Swansea University)。Farid Shahandeh博士表示,这种新技术与通过观察琴弦“听”小提琴有相似之处。

      “听”量子?快照技术帮助科学家“聆听”量子世界!

      博科园-科学科普:当音乐家拉小提琴时,每根弦以特定的频率振动,产生特定的声音,所有这些频率的组合或‘叠加’就会产生你所听到的音乐。如果听不到音乐,就像贝多芬在生命的最后十年里所做的那样,仅仅通过观察琴弓的划动来领会演奏的是什么是极其困难。在量子物理学中,对量子‘小提琴’的声音充耳不闻,但新技术利用光使我们能够听到它们。研究人员在演奏量子乐器方面取得了重大进展,但要听到它们的声音并确定它是一种旋律(而不仅仅是单一频率)是出了名的困难,研究结果发表在《量子》期刊上。

      “听”量子?快照技术帮助科学家“聆听”量子世界!

      • 物理学家发明了一种新技术,使观察量子运动变得容易得多。图片:University of Queensland

      UQ荣誉研究员,英国昆士兰大学澳大利亚工程量子系统研究委员会中心(EQUS)的合作者马丁·林鲍尔博士说:该研究小组的新方法类似于给小提琴移动琴弦拍快照。其他方法试图一次提取整个量子运动,但该方法是从一系列用强光拍摄的快照中重建它。量子小提琴仍然会产生振动的声音,尽管这种声音的音调太高,听不见。需要理解的重要一点是,不能用普通琴弓拉这把小提琴:你必须用光线来让琴弦振动。Ringbauer博士说,这种灵活的新技术使得在目前许多其他方法失败实验中观察量子运动成为可能。能够观察和验证机械系统的量子特性,是发展新量子技术的关键一步。

      “听”量子?快照技术帮助科学家“聆听”量子世界!

      博科园-科学科普|研究/来自: 昆士兰大学

      参考期刊文献:《Quantum》

      DOI: 10.22331/q-2019-02-25-125

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