| cyqdesign |
2011-06-08 11:07 |
科學(xué)家在“真空”中制造出可見(jiàn)光
最近，瑞典物理學(xué)家稱(chēng)，他們運(yùn)用特制的設(shè)備，在“什么都沒(méi)有”的真空中制造出了可見(jiàn)的光線。如果該實(shí)驗(yàn)獲得證實(shí)，將是近年來(lái)量子效應(yīng)最奇異的實(shí)驗(yàn)證據(jù)之一，同時(shí)也是一個(gè)“意義重大的里程碑”。該研究論文已發(fā)表在物理學(xué)界著名的免費(fèi)電子網(wǎng)站arXiv.org上。 i}L*PCP
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量子理論認(rèn)為，真空實(shí)際上是一片不停波動(dòng)的能量之海，粒子在其中和萬(wàn)物之間來(lái)回轉(zhuǎn)化。這些粒子稍縱即逝，因此常被認(rèn)為是“虛擬粒子”。然而，它們擁有切實(shí)的量子效應(yīng)。 `_iK`^(-
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例如，如果兩個(gè)鏡子被極端接近地放置在一起，能夠存在于其間的“虛擬”光粒子（光子）的數(shù)量是有限的。這意味著更多虛擬光子存在于鏡子之外而非鏡子之間，它們會(huì)創(chuàng)造出一種卡什米爾力，讓這兩面鏡子緊緊依附在一起�？ㄊ裁谞柫ψ畛跤珊商m的亨里克·卡什米爾于1948年提出，其不能在經(jīng)典物理范疇內(nèi)得到解釋?zhuān)且粋�(gè)純粹的量子效應(yīng)。 pP-L{bT
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幾十年前，理論學(xué)家們就預(yù)言：一塊快速移動(dòng)的鏡子也能產(chǎn)生同樣的效應(yīng)。該理論認(rèn)為，一塊鏡子能從落在其表面上的“虛擬”光子那兒獲得能量，接著，像真實(shí)的光子一樣重新發(fā)出這些能量。不過(guò)，只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)的鏡子以非常接近光速的速度通過(guò)真空時(shí)才會(huì)出現(xiàn)這種效應(yīng)，但普通的機(jī)械裝置很難做到這一點(diǎn)。 *ZkOZ
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瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的物理學(xué)家佩爾·德?tīng)栃梁推渫率褂靡粔K名為超導(dǎo)量子干涉設(shè)備（SQUID）的裝置巧妙地避開(kāi)了這個(gè)問(wèn)題，SQUID是用于測(cè)量極端微弱信號(hào)（例如人體電磁場(chǎng)的微弱變化）的設(shè)備，該設(shè)備對(duì)磁場(chǎng)相當(dāng)敏感。 3^Q;On|
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他們制造出了一塊超導(dǎo)電路并將SQUID放置其中，SQUID扮演鏡子的角色，通過(guò)SQUID的磁場(chǎng)會(huì)讓這面“鏡子”輕微移動(dòng)，每秒幾十億次地改變磁場(chǎng)的方向，“鏡子”的“擺動(dòng)”速度會(huì)達(dá)到光速的5%，此時(shí)研究團(tuán)隊(duì)觀察到，一大片震動(dòng)的微波光子如天女散花般從真空中“落下”。進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)，正如量子效應(yīng)以前所預(yù)測(cè)的那樣，光子的頻率幾乎是其“擺動(dòng)”鏡子頻率的一半。 !59,<N1Iu
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同樣從事量子效應(yīng)研究的美國(guó)哈佛大學(xué)物理學(xué)家費(fèi)德里克·卡帕索表示，這是一個(gè)非常重要的進(jìn)步。盡管該效應(yīng)因其無(wú)法產(chǎn)生大量的光子而目前沒(méi)有實(shí)際用途，但卻能很好地演示量子效應(yīng)。未來(lái)，一塊運(yùn)動(dòng)的金屬會(huì)從真空中制造出可探測(cè)的光線。
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