突破！物理學家建造了真正的量子牛頓的搖籃來研究「量子混沌」

為了理解最複雜的科學，有時你必須開始簡單——一個由桌上玩具啟發的新實驗揭示了量子物理學的一些奧秘。

這個玩具是一個牛頓的搖籃，小心翼翼地平衡著一排互相碰撞的球，並且可以持續很長一段時間。這是一個最著名的例子關於動量和能量如何工作，它現在被應用於研究量子系統。

一個由物理學家組成的團隊已經建立了一個量子版本的牛頓搖籃，來研究熱化過程——量子粒子的混沌運動最終會導致熱平衡。

我們都很熟悉經典物理中的熱化——如何在熱咖啡中加入冷牛奶，最終會在液體中形成均勻的溫度。

但是科學家們還沒有完全弄清楚到底是怎麼回事，或者為什麼在量子領域工作，而這正是新建成的量子玩具的切入點。

不過，也沒有任何量子在弦上懸掛。研究人員使用一組原子冷卻至接近絕對零度，將其載入到激光管陣列中，然後用激光光束將其發射。

這種牛頓的「搖籃」方法實際上已經嘗試過了，但這次研究人員使用強磁性原子來更精確地調整它們如何影響搖籃中的相鄰原子。

實驗揭示了熱平衡的兩個不同的指數級的步驟，使小組能夠對在量子水平上發生的事情發展一個新的假設。

加州斯坦福大學的首席研究員Benjamin Lev說:「這意味著我們可以有一個非常普遍的、簡單的理論來解釋像這樣的量子系統是怎樣的複雜。」「這很漂亮，因為它能讓你把它翻譯成其他系統。」

研究結果通過一個廣泛的計算機模擬得到證實，並指出了同樣的結論。

這個實驗是建立起來的，所以磁性的水平可以上下移動，更多的磁力產生更混亂的運動，更少的「經典」牛頓的搖籃動量效應。

這種靈活性意味著在這種情況下還有更多的事情可以做——團隊正在討論使用斑點激光來觀察是否可以製造出一種量子玻璃，在這種情況下不會發生熱化現象。

這是目前非常高水平的物理學，但如果我們最終要發展量子計算機、感測器和設備，這是非常重要的——這種發展可以將我們的技術提升到一個新的水平。

牛頓說：「如果我們希望能夠創造出健壯和有用的設備，我們就需要了解量子系統是如何在平衡狀態下被踢出的，比如說，當我們被理解為經典系統時，量子系統就如同一個基本的水平。」Lev說。

這項研究發表在《物理評論X》上。

本文來自互聯網，僅代表他人看法，未經證實之前以官方信息為主！！！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！