「不確定原理」適用於肉眼可見的宏觀物體

2020-12-04 環球網

大約一個世紀以前物理學家維爾納-海森堡所提出的這個理論聲稱，僅僅測量一個微粒的位置必然會擾亂它的動量。那就意味著，你越嘗試精確的測量它的位置，你就越無法了解它移動的多快，反之亦然。雖然理論上這一原理適用於全部的物體，事實上它的效應被認為只在微觀領域可以測量。在一項最新試驗中，物理學家已經證實了「不確定原理」的效應能夠通過肉眼可見的微型圓柱體進行測量。

這種微型圓柱體被放置在兩面鏡子之間並且使用雷射進行照射，鏡子的晃動揭示了不確定原理在其中起著作用

研究的合著者湯姆-普迪說道，「不確定原理」取決於任何測量行為的破壞性。比如說，一個光子被用於觀測一個電子時，這個光子會反彈電子並且幹擾它的運動。但是物體越大，光子對它運動的影響越小，這就使「不確定原理」在較大水平上的相關性越來越小。普迪和他的同事們使用氮化矽製成了一個0.5毫米寬的圓柱，然後把它放置在兩面鏡子之間，並且用雷射進行照射。

光子數量的增多會提高了測量精度，但是增多的光子帶來越來越大的波動，導致鏡子猛烈的晃動，這就限制了測量的準確度。那種額外的晃動就證實了「不確定原理」在起作用。這些發現可能會影響尋找愛因斯坦的廣義相對論所預言的引力波。在接下來的幾年裡，路易斯安那州和華盛頓州的雷射幹涉儀引力波觀測臺（LIGO）將使用微型傳感器來測量時空中的引力波，而且「不確定原理」能夠為觀測臺的測量能力設定界線。

萊斯布裡奇大學的一位理論物理學家Saurya Das告訴生活科學道：「0.5毫米事實上就是我們能夠拿在手中的某種東西。很明顯，經典力學是有效的，但是它們使量子力學在那種尺度上具有相關性。作為一項技術成就，它也是令人欽佩的。10年前人們認為在那種尺度上做這種試驗是毫無意義的，因為你不會看到任何東西。」 （過客/編譯）

相關焦點

  • 雷射技術揭示不確定原理適用於宏觀物體
    雖然理論上這一原理適用於全部的物體，事實上它的效應被認為只在微觀領域可以測量。在一項最新試驗中，物理學家已經證實了「不確定原理」的效應能夠通過肉眼可見的微型圓柱體進行測量。　　科學家在測量0.5毫米寬的圓柱體時發現了不確定理論　　這種微型圓柱體被放置在兩面鏡子之間並且使用雷射進行照射，鏡子的晃動揭示了不確定原理在其中起著作用　　研究的合著者湯姆-普迪說道，「不確定原理」取決於任何測量行為的破壞性。比如說，一個光子被用於觀測一個電子時，這個光子會反彈電子並且幹擾它的運動。
  • 科學家在宏觀尺度上驗證了量子力學的基本原理
    他們利用雷射對小鼓進行操縱，在宏觀尺度上驗證了量子力學中的「不確定原理」。　　【搜狐科學消息】據國外媒體報導，物理學家最近在宏觀領域驗證了量子力學的「不確定原理」，該原理在能用肉眼看到的物體上發生了作用。
  • 有沒有什麼宏觀物體在可見光下是不可見的?
    有沒有什麼宏觀物體在可見光下是不可見的？玻璃！尤其水中的玻璃，幾乎可以在人眼中完美隱身。玻璃就是最常見的在可見光下，肉眼近乎不可見的宏觀物體。而肉眼不可見的效果和角度以及玻璃的厚度有關，正面面對一塊超透明的玻璃時，大多數人是意識不到面前有一塊玻璃的，很容易一頭撞上去，對於使用這種玻璃作為裝飾的商家，最好在玻璃上貼點東西，作為提醒。注意，儀器檢測玻璃的可見光透光度與人眼檢測玻璃的可見光透光度是有區別的。
  • 科學網—芬蘭提出觀察肉眼可見物量子隧道效應方案
  • 為什麼量子世界中一切都不確定,而宏觀物體卻總是固定位置?
    這一不確定性就是海森堡提出的測不準原理，也就是你不可能同時既知道一個電子準確的速度又知道它的位置，你同樣不可能知道特定時間中它的確切能量。在量子水平，一切的基本定律常識都遭到了違反：電子會消失，並在他處重新出現，而且電子可以在同一時刻存在於許多位置上。
  • 比天狼星還亮16倍,肉眼可見,這或是人類看到的最亮人造物體
    肉眼能否看到人造衛星？這是一個非常有趣的話題，很多人認為這裡涉及到肉眼能看多遠的問題，但這其實不是主要問題。肉眼看到人造衛星，最關鍵的還是要知道人造衛星的過境時間，最好有專業的設備，但是在特殊情況下，肉眼也是可以看見的，今天這篇文章就科普一下肉眼看到人造衛星的幾個要素，以及如何找到空間站等人造物體。
  • 人類製造的肉眼可見結構中首次看到量子糾纏
    據《科技日報》4 月 27 日報導，兩個科研團隊在 26 日出版的《自然》雜誌上撰文指出，他們分別讓僅為蜘蛛絲直徑幾倍的成對振動鋁片、寬度可伸縮矽制梁發生了糾纏，將量子糾纏擴展到肉眼可見的領域，且糾纏時間更長，向構建量子網際網路又邁出了一步。
  • 量子效應如果發生在可觀測的宏觀物體上,會是怎樣怪異的體驗?
    我們知道量子效應只適用於微觀粒子，對於可觀測的宏觀物體是觀察不到量子效應的，在這個層面只能用經典物理進行解釋。但是從微觀粒子到宏觀物體的界限在哪裡，我們卻無法確定。這就像那個沙粒和沙堆的悖論，究竟多少的沙粒可以稱為沙堆？
  • 量子糾纏首次在宏觀物體中實現!
    宏觀物體的量子糾纏1935年，愛因斯坦與其他物理學家提出量子糾纏允許物體在任意距離上相互影響，且不需要任何直接的交互。這一現象既違背了經典物理學，也顛覆了我們對現實的常識性理解。如今，量子糾纏被認為是量子力學的基石，此前已經在微觀粒子（比如原子）的實驗中被證明存在。在未來的幾十年裡，量子糾纏也是許多潛在的量子技術變革的關鍵基礎，如量子計算和加密信息傳輸。
  • [視頻]科學家突破時空維度限制 將量子糾纏轉化到我們肉眼可見
    （原標題：[視頻]科學家突破時空維度限制 將量子糾纏轉化到我們肉眼可見）
  • 宏觀量子物體時代正在到來
    特定襪子的顏色並不屬於它本身，也就是說，這種特點並不屬於那隻特定的襪子，並非是事先確定的。而襪子的兩種顏色被認為處在互相糾纏之中。退相干會消除量子不調和。量子現象由此轉換成遵循經典定律的物理現象。物理學家歐文·薛丁格（Erwin Schrödinger）把這種糾纏描述為量子行為的關鍵，並用它構建了一個著名的悖論。
  • 量子的孤立性導致,量子糾纏只能發生在微觀物體
    量子糾纏，這是前些時期十分火熱的一個物理詞彙，量子通訊衛星的誕生更是將量子糾纏的熱度推向了巔峰，雖然很多人至今還並未理解量子糾纏的本質，但是不可否認的是，量子糾纏已經成為了量子力學的基本特徵之一，不過在量子力學剛剛發展的十九世紀二三十年代，量子糾纏並未得到物理學屆的一致認可，反而遭到了很多保守物理學家的挑戰與攻擊，而這些保守的物理學家並非學術不精
  • 物理學家已經證明,量子波動會影響宏觀物體
    此外，論文作者報告了在室溫下測量量子漲落對宏觀物體的影響。幹涉儀用於測量由重力波引起的微小距離變化。在LIGO幹涉儀中，將鏡子放置在兩個4公裡長的腔體（臂）兩端的千克質量測試對象上，每對鏡子形成一個稱為光學腔的系統。
  • 肉眼可見!離地球最近的黑洞居然長這樣
    歐洲南部天文臺（ESO）的天文學家發現了一個黑洞，這是迄今為止發現的最靠近地球的黑洞，距離我們只有1000光年，近到肉眼可見。這一黑洞屬於被稱為HR 6819的三星系統的一部分，歐洲南部天文臺的科學家認為，其它此類三星系統中也可能一樣藏有黑洞，這些黑洞以前並不是科學家們搜索的優先目標。
  • 迄今為止離地球最近的黑洞被發現,其兩顆恆星甚至肉眼可見
    這個黑洞比迄今發現的任何其他黑洞都更接近太陽系，是肉眼可見的三星系統的一部分。研究小組利用智利拉西拉天文臺的MPG/ESO 2.2米望遠鏡跟蹤了其兩顆伴星，找到了這一隱形物體存在的證據。當天文學家們意識到這是第一個可以用肉眼看到的黑洞恆星系統時，他們感到非常驚訝。
  • 肉眼可見的罕見明亮彗星,NEOWISE來臨
    (圖片來源：克裡斯·舒爾/克裡斯·舒爾天體攝影) 今年早些時候，近地天體空間站發現了它最新的彗星，一個遙遠而不顯眼的天體。在晴朗的夜晚，肉眼可見最微弱的星星是第六級，第一級恆星比第六級恆星亮100倍。 第三次彗星的魅力？ 與2020年的彗星ATLAS和SWAN不同，NEOWISE彗星在離太陽最近的地方（近日點）倖存下來。
  • 肉眼可見的NEOWISE彗星,錯過再等6800年!
    >中文名確定為「新智彗星」▲2020年7月14日凌晨，在美國猶他州拍攝到的NEOWISE彗星。，依然阻擋不了它的美麗。▲NEOWISE彗星清晰可見兩條慧尾，一條白色的是彗星物質組成，一條藍色的是被電離的物質組成。（圖片來源：Wikipedia）這顆6800年一遇的新彗星在整個7月都肉眼可見，隨後將迅速消隱。據國家天文臺研究員、天文學名詞委委員鄧勁松介紹，今年7月是觀測新智彗星的千載難逢的大好時機。7月下旬的傍晚，大家依然可以看到它的靚影。
  • 世界從不確定走入確定,又從確定邁入不確定,上帝擲不擲骰子?
    在科學誕生之前，世界對於人類而言完全是不確定的。人類不知道何時會發生火山地震，人類不知道雨雪為什麼會降臨於世，人類也不知道旱澇災害為何會交替出現，更不明白旱災為什麼總是與蝗災相伴。而對於太陽和月亮的交替出現，人類更是一頭霧水，可以說，這個世界上所發生的一切自然現象，人類就那樣看著，人類對這一切無比熟悉卻又是一無所知。
  • 40千克的鏡子被量子力學「踢了一腳」,科學家首次發現宏觀物體量子波動 | Nature
    這個位移，證明室溫下的量子漲落對宏觀物體造成的影響確實可測。研究隨後登上《Nature》，網友們對這項成果感到激動不已，因為這標誌這量子力學也在支配著宏觀物體，雖然極其微弱，但是已經被我們探測到：之所以網友們這麼驚奇，是因為在人們的基本認知中，量子漲落對宏觀物體產生的影響根本難以測量。這是由量子力學的基本原理決定的。
  • 人生如天氣,確定與不確定,測不準原理
    在量子力學裡，不確定性原理uncertainty principle又譯測不準原理表明，粒子的位置與動量不可同時被確定，位置的不確定性越小，則動量的不確定性越大，反之亦然。 維爾納·海森堡於1927年發表論文《論量子理論運動學與力學的物理內涵》給出這原理的原本啟發式論述，希望能夠成功地定性分析與表述簡單量子實驗的物理性質。