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物理学家发明测量量子隧穿(quantum tunneling)持续时间的简单方法

已有 736 次阅读 2020-8-8 18:22 |个人分类:科学感想|系统分类:论文交流

物理学家发明测量量子隧穿(quantum tunneling)持续时间的简单方法


量子世界是一个相当狂野的世界,在那里看似不可能的事情一直在发生:相隔数英里的小天体彼此相连,粒子甚至可以同时出现在两个地方。但是最令人费解的量子超能力之一是粒子穿过看似无法穿透的障碍物的运动。

现在,一组物理学家发明了一种简单的方法来测量这种称为量子隧穿奇异现象的持续时间。他们在7月22日的《自然》杂志上在线报道说,他们计算出了隧道从开始到结束需要多长时间——从粒子进入屏障、隧穿,并从另一边出来的时间。

量子隧穿现象是一个原子或一个亚原子粒子可以出现在粒子不可能穿透的障碍的另一边。就好像你在散步时遇到了一堵10英尺高(3米)的墙,一直延伸到眼睛所能看到的地方。然而,在量子世界里,原子或电子“出现”在另一边,就好像在墙上挖了一条隧道一样,这是很少见的,但却是可能的。”“量子隧穿是量子现象中最令人费解的现象之一,”这项研究的合著者、加拿大高级研究所量子信息科学项目的联合主任艾弗雷姆·斯坦伯格说,“我们现在能够以这种方式真正研究它,这真是太棒了。”

量子隧穿对物理学家来说并不新鲜。它形成了许多现代技术的基础,如电子芯片,称为隧道二极管,允许电流从一个方向通过电路,而不是从另一个方向。扫描隧道显微镜(STM)也使用隧道技术来显示固体表面上的单个原子。


Physicists watch quantum particles tunnel through solid barriers. Here's what they found.

https://www.livescience.com/quantum-tunneling-observed-and-measured.html


Measurement of the time spent by a tunnelling atom within the barrier region

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2490-7?proof=t



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2 杨正瓴 郑永军

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