科學家測出最小時間片，或解開薛定諤貓既死又活之謎

澤秒（zeptoseconds），一個你可能從未聽說過的時間單位，它表示10^-21秒。最近德國慕尼黑的激光物理學家在這個尺度上測量了氦原子光電效應的發生過程，是迄今為止在最小的時間片段內實現的最大精度的時間測量，將對理解電子古怪的量子行為，以及超導和量子計算等未來科技產生重要的影響。這項研究已發表在自然物理學雜誌。

如果用光子撞擊原子中的電子，光子的能量可以被電子吸收，導致其離開原子被發射出來，這個過程稱為光電效應，愛因斯坦因發現光電效應而獲得了諾貝爾獎，並不是現在廣為人知卻又沒多少人知的廣義相對論。根據量子力學的觀點，來自這些光子的能量或者被一個電子完全吸收，或者被分割成幾份，由多個電子吸收，但到目前為止，從沒有人能夠詳細地了解這個過程，以確定能量是如何被分割的。

從光子與電子發生光電作用到電子離開原子，大概需要5-15阿秒（10^-18秒）的時間，以前科學家們只能測量電子離開原子後的事件，前一過程則因時間太短完全是空白。慕尼黑的研究人員改進了測量方法，他們向氦原子發射超短的極紫外激光脈衝以激發電子，持續時間僅100到200阿秒。與此同時，他們發射第二個紅外激光脈衝，持續約4飛秒（10^-15秒），以檢測被極紫外激光脈衝激發的電子，根據該脈衝的準確電磁場，確定電子被加速或減速。通過大量讀數並計算它們的統計分布，研究人員可以以850澤秒的時間幀率精確測量此一事件，從中獲得電子和電離氦原子系統的完整波動力學描述，從而首次確定了入射光子的能量在電子發射之前的幾個阿秒內，是如何在氦原子的兩個電子之間進行量子力學分配的。

選擇氦原子的原因是它只有兩個電子，允許直接測量電子的量子力學行為，該團隊正嘗試進行更多的實驗，以建立電子被光子激發時的完整量子力學描述。科學家們普遍認為，量子的不確定性是它的固有屬性，一個粒子可以同時處於不同狀態的疊加，比如一個電子可以同時出現在不同的地方，就像你可以同時出現在北京和成都，這無疑是非常荒謬的，但量子世界確實就是這樣，這個問題可用世界上最著名的佯謬薛定諤貓來描述。但還是有人表示懷疑，認為是人類無法在足夠小的時間精度內進行測量才造成粒子的疊加態，隨著時間測量精度的不斷提高，這個謎題也許最終有望解開，薛定諤的貓能擺脫既死又活的困擾嗎？讓我們拭目以待。

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