| 词条 | 量子鼓 |
| 释义 | 由美国加州大学圣巴巴拉分校的物理学家安德鲁·克莱兰德和约翰·马丁尼斯与同事一起设计的一种“实验机械”的实验装置。其运动方式只能用量子力学来描述。由于实验在概念上的拓展、实验背后的独创性以及其众多的潜在用途，这一首创的量子机械是2010年的年度突破。 简介《科学》杂志将其评选为2010年最重大的科学突破。这是对宏观物体量子效应的首次观测,是科学家们第一次在一种人造物体的运动中示范了量子效应。这在概念层次上来说非常酷，因为它将量子力学扩展到了一个全新的领域之中。在实用的层面上，它开启了多种可能性：从将光量子调控以及电流和运动相融合的新实验到也许某一天人们可以测试量子力学的界限以及我们的现实感。 科学发现首次观测到宏观物体量子效应研究中，科学家首先将“量子鼓”冷却至“基态”（量子力学定律中的最低能态）。随即，将“量子鼓”提高一个量子级，让其达到激发态。 此外，研究人员甚至设法让“量子鼓”同时处于两种能态，以同时处在振动和不振动的叠加状态，这种奇怪的现象合理地存在于量子力学独特的法则中。 量子力学的法则也适用于宏观物体量子机械证明，量子力学原理既适用于大到肉眼可见物体的运动，又适用于原子和亚原子颗粒的运动。它为人们朝着完全控制物体量子级振动的方向迈出 了关键性的第一步。这种对某种人造装置运动的控制将允许科学家们操控那些微小的运动，如同他们现在对电流和光子的控制。这种能力转而可能引导人们开发出新 装置以控制光量子态、超灵敏力探测器，并最终探求量子力学和我们现实感之间的界限。 论证问题量子机械证明，量子力学原理适用于大到肉眼可见的物体的运动以及原子和亚原子颗粒的运动。它为人们朝着在量子水平获取对一种物体的振动的完全控制的方向迈出了关键性的第一步。这种对某种人造装置的运动控制将允许科学家们操控那些极小的运动，这很像他们现在对电流和光粒子的控制。这种能力转而可能会导致控制光量子态、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终的对量子力学的界限和我们的现实感的研究。（最后的这一宏伟目标可以通过尝试将一个肉眼可见的物体放入到一个能态中来完成；在这一能态中，该物体可同时直接处于2个略微不同的地方——这一实验可准确地披露为什么大到像人这样的物体不可能同时出现在两个地方。） 请注意，物理学家还没有达到让一个像这样细小的物体同时出现在两个地方的境界。但现在他们已经进入到量子运动的最简单的状态；看来做到它要比过去容易得多了：这更像是一个‘什么时候可做到’而不是‘是否能做到’的问题。” 薛定谔猫宏观物体的量子效应可以追溯到薛定谔的“薛定谔猫”理想实验。该理论认为，量子力学不适用于由微观粒子组成的宏观体。 “薛定谔猫”是关于量子理论的一个理想实验。设想在一个封闭的匣子里，有一只活猫、一小瓶毒药、毒药瓶上有一个锤子，锤子由一个电子开关控制，电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变，则放出α粒子，触动电子开关，锤子落下，砸碎毒药瓶，释放出里面的氰化物气体，猫必死无疑。 在整个实验过程中，盒子都是密封的。按照常识，猫要么死，要么能活着。但是，薛定谔认为，存在一个中间态，猫既不死也不活，猫可能处于死了和活着之间的一种“叠加”状态。 在实验中，美国加州大学圣巴巴拉分校的安德鲁·克莱兰领导的科研团队使用了一个约30微米长的细小的木桨(“量子鼓”)，当该木桨以一定的频率运动时会震动。接着，他们给这个木桨通上了遵守量子力学法则的超导电路，随后，他们将整个系统冷却，让系统处于量子基态。 克莱兰和同事证实，处于基态的木桨没有任何振动能。他们接着通过同样的超导电路给木桨一个推动力，随后，他们观察到该木桨以一个特定的能量摆动。接下来，研究人员将量子电路置于“推动”和“不推”的叠加状态，并且将它同木桨联通，通过一系列非常精细的测试，研究人员证明，木桨同时处在振动和不振动的叠加状态。 美国物理学会院士、俄勒冈大学教授王海林(音译)表示，研究结论非常“令人吃惊”。他们的研究表明，量子力学的法则也适用于宏观物体，这对物理学的发展非常有用。 至于为什么我们很难在日常生活中观察到宏观物体处于量子状态？克莱兰表示，物体的大小确实起着重要的作用，物体越大，外力越容易破坏其量子状态。 尽管如此，他仍然表示，我们需要让更大的物体进入量子状态，大物体的量子状态能够给研究人员提供更多的信息，比如量子力学和引力之间的关系等，另外，这也将为量子计算机的研发提供更多的信息证明人不可能同时出现在两个地方。 量子鼓 - 证明人不可能同时出现在两个地方量子机械证明，量子力学原理适用于大到肉眼可见的物体的运动以及原子和亚原子颗粒的运动。它为人们朝着在量子水平获取对一种物体的振动的完全控制的方向迈出了关键性的第一步。这种对某种人造装置的运动控制将允许科学家们操控那些极小的运动，这很像他们现在对电流和光粒子的控制。这种能力转而可能会导致控制光量子态、超敏感力探测器等新装置的出现以及最终的对量子力学的界限和我们的现实感的研究。（最后的这一宏伟目标可以通过尝试将一个肉眼可见的物体放入到一个能态中来完成；在这一能态中，该物体可同时直接处于2个略微不同的地方——这一实验可准确地披露为什么大到像人这样的物体不可能同时出现在两个地方。） 请注意，物理学家还没有达到让一个像这样细小的物体同时出现在两个地方的境界。但现在他们已经进入到量子运动的最简单的状态；看来做到它要比过去容易得多了：这更像是一个‘什么时候可做到’而不是‘是否能做到’的问题。” |
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