科學家首次觀察到量子隧穿效應
在經(jīng)典物理世界中,從一座大山的這邊穿到那邊,只能消耗體力翻山越嶺。但在量子物理世界里,有一種“穿墻術”存在,這就是量子隧穿效應。奧地利因斯布魯克大學物理學家首次在實驗中觀察到了這種效應,這是有史以來觀察到的最慢的帶電粒子反應。相關研究論文發(fā)表在最新一期《自然》雜志上。 研究團隊此次試圖在一個非常簡單的反應中追蹤量子力學隧穿效應。團隊選擇了氫來進行實驗,他們將氘(氫的同位素)引入一個離子阱,使其冷卻,然后用氫氣填充離子阱。由于溫度非常低,帶負電的氘離子缺乏以常規(guī)方式與氫分子反應的能量。然而,在極少數(shù)情況下,當兩者發(fā)生碰撞時,確實會發(fā)生反應。 這是由隧穿效應引起的。研究第一作者羅伯特·懷爾德解釋說,量子力學中,粒子具有波動性,這使其可以突破能量障礙并發(fā)生反應!霸趯嶒炛校覀兘o量子阱中可能發(fā)生的反應大約15分鐘的時間,然后確定形成的氫離子數(shù)量。從它們的數(shù)量中,我們可以推斷出反應發(fā)生的頻率! |