新浪科技@物理学家证明，量子隧穿并不是一种瞬间发生的现象新浪科技2020-08-03 10:37:260阅( 二 )
然而 ， 假如与粒子相互作用的磁场强度足够大、让科学家可以准确算出粒子在屏障内部的耗时 ， 其量子态便会坍塌 ， 对粒子的隧穿过程造成干扰 。
因此 ， 斯坦伯格的团队采用了一种名叫“弱测量”的手段：让一组状态完全相同的铷原子同时到达屏障 ， 进入屏障后 ， 这些原子会与一个弱磁场发生微弱的相互作用 。 这种相互作用并不会对原子隧穿造成干扰 ， 但会导致每个原子的“指针”以无法预测的幅度发生转动 。 一旦这些原子离开屏障 ， 便可测得其“指针”的转动幅度 。 取所有原子“指针”转动幅度的平均值 ， 便可将其理解为单个原子的代表值 。 以这种“弱测量”手段为基础 ， 研究人员发现 ， 实验中的原子在屏障内部所耗的时长约为0.61毫秒 。
他们还验证了量子力学的另一条奇怪预言：隧穿粒子的能量越低、或者运动速度越慢 ， 在屏障内部的耗时就越短 。 这一结论看上去与直觉相悖 ， 因为按照我们对日常生活的认知 ， 速度越慢的粒子在屏障内部的运动时间应当越长才对 。
此次研究中对粒子“指针”旋转幅度的测量方式令利特文亚克大感震撼 。 “我暂时没看出什么漏洞 。 ”但他依然保持着谨慎态度 ， “不过 ， 这与粒子隧穿时长之间的关联还需要进一步解读 。 ”
加州大学伯克利分校的量子物理学家伊尔凡·萨迪奇则对此次实验采用技术的精密程度感到震惊 。 “我们正在目睹一项了不起的成就 。 如今我们终于拥有了合适的工具 ， 可以对上世纪的各项哲学思考展开验证 。 ”
利特文亚克研究的共同作者萨特亚·塞纳达·恩德尔提也赞同这一点：“Larmor钟无疑是解答隧穿时间问题的正确方法 。 此次实验的设计非常巧妙 。 ”
斯坦伯格也承认 ， 他们团队对实验结果的解读必然会遭到一些量子物理学家的质疑 ， 特别是那些对“弱测量”方式持怀疑态度的科学家 。 尽管如此 ， 他仍认为此次实验明确揭示了一些隧穿时长的真相 。 “如果采用正确的定义 ， 那么量子隧穿现象绝不是在瞬间发生的 ， 只是速度极快而已 ， 这两者之间有着关键区别 。 ”（叶子）
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