在量子物理学中，粒子可以“隧道”通过看似无法逾越的障碍，即使他们显然没有精力这样做。 现在，研究人员已经深入幕后，更好地了解这个技巧是如何完成的。
这个问题几十年来一直困扰着科学家，特别是粒子进行量子隧道传输并从势垒的一侧到达另一侧所需的时间。
对于这些实验中使用的原子氢粒子，研究人员发现它是瞬时发生的。
那瞬间的传送是之前调查过，但现在科学家们在实验室中通过使用一种称为 attoclock 的特殊设备来观察它：一种利用光的特性来测量粒子进展的设备。
“我们使用最简单的原子，原子氢，我们发现我们可以测量的东西没有延迟，”团队成员之一说道，澳大利亚格里菲斯大学的罗伯特·桑（Robert Sang）。
attoclock 设置每秒使用 1,000 个超短光脉冲与氢原子相互作用，脉冲瞬时功率总计 30 吉瓦。 这创造了原子的单个电子可以被推动穿过势垒的条件。
通过使用氢原子及其简单的原子结构，该团队能够消除先前量子粒子隧道实验中考虑的近似值。
“有一个明确的点，我们可以开始这种相互作用，并且有一个点，我们知道电子应该在哪里出现，如果它是瞬时的，”桑说。 “因此，与当时相比发生的任何变化，我们都知道穿过障碍物需要很长时间。这就是我们如何衡量需要多长时间的方法。”
“结果与实验不确定性内的理论一致，与瞬时隧道效应一致。”
这是其中的另一件量子力学之谜科学家们现在可以更好地处理这个问题，在物理学家自 20 世纪 30 年代以来一直在努力解决的棘手问题上取得了进展。
从这些持续了三年多的时钟实验中收集到的新知识可能在量子隧道发生的任何地方都有用，包括电子显微镜和计算机内的晶体管。
量子隧道效应有也有人建议作为一种从过量辐射和废热中收集能量的方法，因此我们对该过程的实际工作方式了解得越多越好。
与此同时，这项新研究可以作为研究其他种类的原子如何穿过势垒以及以什么速度隧道的基础——这可能会带来关于这一现象的一系列新发现。
“现在我们已经测试了这个原子，我们可以将这个过程与其他原子进行基准测试，以可能学习新的物理学，”一位研究人员说，来自格里菲斯大学的伊戈尔·利特维纽克（Igor Litvinyuk）。 “我们知道测试原子给我们带来了零延迟，因此所有其他延迟都可以据此进行校准。”
该研究发表于自然。
