通常涉及超小尺度,其中概率数学成为比物质的“经典”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,科学家们一直想测试更大物体的量子性质:普遍的共识是量子物理学适用于在各个规模,但随着物体质量和复杂性的增加,它们的量子性变得更难以观察。
现在,来自伦敦大学学院 (UCL)、英国南安普顿大学和印度 Bose 研究所的团队提出了一种方法从理论上讲,它可以应用于某些东西,无论其质量或能量是多少。
“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发生变化来测试一个物体是经典物体还是量子物体。”说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,而是由一系列可能性定义的。例如,电子可以上下旋转,或者在某些区域存在的可能性比其他区域更多。
从理论上讲,这不仅限于小事情。您自己的身体实际上可以被描述为坐在那张椅子上的概率非常高,而坐在那张椅子上的概率非常(非常!)低。
只需记住一个基本事实:您触摸它,您就购买了它。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,迫使其进行单一测量。
有一些方法可以在量子裤仍垂下来的情况下捕捉物体,但它们需要将物体保持在基态– 超级寒冷,超级静止,与周围环境完全隔绝。
对于单个粒子来说,这是很棘手的,而且随着尺度的增大,它会变得更具挑战性。新提案使用了一种全新的方法,该方法使用了称为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,其中一个人坐在椅子上,即使房间很暗并且你看不到他们。打开灯不会突然发现它们实际上在床底下。
如果实验发现与这些断言有某种冲突的证据,我们可能会在更大范围内瞥见量子模糊性。
该团队提出,当物体在钟摆上振荡时就可以被观察到,就像一根绳子末端的一个球一样。
然后,光会在不同时间在实验装置的两半处闪烁(算作观察),第二次闪烁的结果将表明是否正在发生,因为第一次闪光会影响正在移动的物体。
我们仍在讨论一个复杂的设置,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),一些被删除。
“足球比赛中,观众仅仅用强烈的目光注视并不能影响比赛的结果。”说达斯。 “但是对于量子力学,观察或测量行为本身就会改变系统。”
下一步是在实际实验中尝试这个建议的设置。镜子位于激光干涉仪引力波天文台美国的LIGO(LIGO)已被提议作为合适的候选者进行检查。
这些镜子充当一个 10 公斤(22 磅)重的物体,比分析物体的典型尺寸大了一大步。– 任何不超过十亿分之一克的东西。
“我们的计划具有广泛的概念含义,”说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,并探讨这种基本的自然理论是否仅在某些尺度上有效,或者是否也适用于更大的质量。”
该研究发表于物理评论快报。