物理学家设计了一种检测大型物体(如我们)量子行为的方法

量子科学通常涉及超小尺度,其中概率数学成为比“经典”物质描述更有用的工具。现在,新的研究提出了一种测量更大质量的量子性的方法。

长期以来,科学家们一直希望测试较大物体的量子性质:普遍的共识是量子物理学适用在各种规模上,但随着物体质量和复杂性的增加,它们的量子性变得越来越难以观察。

现在,来自伦敦大学学院 (UCL)、英国南安普顿大学和印度 Bose 研究所的一个团队提出了一种方法量子测量从理论上讲,这可以应用于某物,无论其质量或能量如何。

“我们提出的实验可以通过观察观察行为是否会导致其运动的变化来测试物体是经典的还是量子的。来自伦敦大学学院的物理学家Debarshi Das。

量子物理学描述了一个宇宙,其中物体不是由单一测量定义的,而是一系列的可能性。例如,电子可以上下旋转,或者在某些区域比其他区域存在的可能性更高。

从理论上讲,这并不局限于小事。实际上,你自己的身体可以被描述为坐在那把椅子上的概率非常高,而坐在椅子上的概率非常低月亮.

只有一个基本事实要记住——你触摸它,你就买了它。观察物体的量子态,无论是电子还是坐在椅子上的人,都需要与测量系统进行交互,迫使它进行单次测量。

有一些方法可以在量子裤子还向下的情况下捕捉物体,但它们需要将物体保持在基态– 超冷,超静,与环境完全隔绝。

对于单个颗粒来说,这是很棘手的,而且随着规模的增加,它变得更具挑战性。新提案使用了一种全新的方法,该方法使用称为Leggett-Garg不等式和时间条件下的无信号.

实际上,这两个概念描述了一个熟悉的宇宙,即使房间很暗,你也看不到他们,一个人坐在椅子上。打开灯不会突然发现他们实际上在床底下。

如果一个实验发现证据以某种方式与这些断言相冲突,我们可能会在更大范围内瞥见量子模糊性。

该团队提出,当物体在钟摆上摆动时,可以观察到它们,就像一根绳子末端的球一样。

然后,在实验装置的两半处,光线将在不同的时间闪烁 - 算作观察结果 - 第二次闪光的结果将指示量子行为正在发生,因为第一次闪光会影响任何正在移动的东西。

我们仍然在谈论一个复杂的设置,需要一些复杂的设备和类似于基态的条件——但通过使用运动和两次测量(闪光),一些质量限制被删除。

“足球比赛中的人群不能仅仅通过强烈地盯着比赛来影响比赛的结果,”达斯。“但是在量子力学中,观察或测量的行为本身会改变系统。

下一步是在实际实验中尝试此建议的设置。镜子在激光干涉仪引力波天文台美国的(LIGO)已被提议为合适的考试候选人。

这些镜子就像一个10公斤(22磅)的物体,比分析的物体的典型尺寸要大得多量子效应– 任何不超过五分之一克的东西。

“我们的方案具有广泛的概念含义,”来自伦敦大学学院的物理学家Sougato Bose。“它可以扩展量子力学的领域,并探索这种基本的自然理论是否只在一定尺度上有效,或者它是否也适用于更大的质量。

该研究已发表在物理评论快报.

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