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根據量子力學,真空一點都不空,它實際上是充滿了量子能量和粒子。 tvb now,tvbnow,bttvb& o; {0 X" t0 f
* p/ p+ H- \- j2 |5 e( JTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。在量子真空中(quantum vacuum),沒有人能夠聽見你在尖叫。
/ a- W4 f% s- |1 Ltvb now,tvbnow,bttvb根據量子力學,真空一點都不空,它實際上是充滿了量子能量和粒子,在一轉眼間閃爍地出現和消失。這些奇怪的訊號,被稱為量子波動(quantum fluctuation)。
* _- O& S4 U* c7 ^" O: C8 R+ U公仔箱論壇幾十年來,只有這些波動的間接證據。但回到2015年,研究人員聲稱直接偵測到這些理論波動。現在,同一個團隊表示,他們已經進一步掌控到真空本身,並且在虛空中偵測到這些奇怪訊號的變化。; ~- `6 ^0 a/ m/ k, F
我們正在這裡進入高等物理學領域。但是這個實驗真正重要的是,如果這些結果被證實,那麼研究人員可能剛剛解開了一種方法,來觀察、探測和測試量子領域,而不會有所幹擾。9 L# m! d. O/ C! W9 p
這是很重要的,因為量子力學最大的問題之一,以及我們對它的瞭解,是每一次在測量和觀察一個量子系統時,它就會被摧毀。在我們想要解開什麼是真正的量子世界時,這不是一個好兆頭。www2.tvboxnow.com) v& V* ?% y2 Q5 V2 d3 h
首先,讓我們以傳統的方式來思考真空。由於空間完全沒有物質,帶著儘可能最低的能量,沒有粒子,以及沒有任何事物來干擾純物理學。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。! P6 V5 q, E% v; _# A) z
但是一項量子力學最基本原理的副產品,海森堡(Heisenberg)的測不準原理(uncertainty principle),指出有關對於量子粒子的瞭解是有一個極限。因此,真空不再是空的,它實際上以自己奇怪的能量在嗡嗡地叫,並且充滿著粒子與反粒子對,隨機地出現和消失。www2.tvboxnow.com1 Z& t# U/ G( T4 {, w1 b
這些量子波動更像是「虛擬」粒子,而不是實質物質。所以,通常你是無法偵測到它們。但是,儘管它們是看不見的,如同在量子世界中的大多數事物,它們巧妙地影響真實世界。3 p% m# N! e: T9 _
這些量子波動會隨機產生可以影響電子的波動電場,回到1940年代,這是科學家第一次間接展示它們的存在。tvb now,tvbnow,bttvb8 u4 ^( P# ?$ E8 ^4 g! B8 _' k7 j
然後,在2015年,來自德國康斯坦茨大學(University of Konstanz)的艾佛烈·萊滕施托費爾(Alfred Leitenstorfer)所領導的團隊聲稱,藉由觀察對光波的影響,他們直接偵測到這些波動。這些結果發表在科學(Science)期刊。
6 ~7 x# @4 C9 W! xTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。為了做到這點,他們發射一個只維持幾飛秒(飛秒是百萬分之十億分之秒)的超短雷射脈衝進入真空,然後能夠看到光極化的巧妙變化。他們表示這些變化是由量子波動直接造成的。www2.tvboxnow.com3 F8 Q1 k+ a: K
這是一個持續在爭論的聲稱,但是藉由「 擠壓」真空,研究人員現在把他們的實驗帶到一個新的階段,並且表示能夠觀察到在量子波動中奇怪變化的結果。tvb now,tvbnow,bttvb' v/ r Q- `$ ^0 ]
這不僅僅是這些量子波動存在的進一步證據,還表明他們已經提出一種方法來觀察在量子世界中的實驗,但不會弄亂結果;通常這樣做是會破壞量子態。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。# s2 y/ h! E7 a/ a# L N
萊滕施托費爾說:「我們能夠在第一次概算中,分析量子態而不會有所改變。」tvb now,tvbnow,bttvb ^# O7 N7 q" \1 |* G/ E
通常在你尋找量子波動對單獨一個光粒子的影響時,你必須偵測那個光粒子,或是把它放大,以便於看到影響。然而這樣做會移除留在那個光子上的 「 量子標記(quantum signature)」,類似於這個團隊在2015年所做的實驗。
) l! @' a3 p$ \這次,這個團隊不是藉由吸收和放大光的光子,而是改為研究在時域上的光,來詳細察看在量子波動中的變化。tvb now,tvbnow,bttvb) }/ ?; f' `' @4 i6 Q* H
這聽起來很怪異,但在真空、空間和時間,都是以相同的方式表現。因此,利用檢查一個光子來更加瞭解其他光子是有可能的。tvb now,tvbnow,bttvb2 w2 o# a. e% `5 F0 I ?7 M
這樣做時,這個團隊發現當他們在「 擠壓」真空時,有點像是在擠壓氣球,而且會在真空中重新分配這些奇怪的量子波動。
. t6 H, V% t* i& p1 r0 e" B% z0 bTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。在某些點,波動的聲音變得比未壓縮真空的背景 「 噪音」還大聲,而在某些部分,它們反而更安靜。
( R5 s1 f, y0 |6 s. d+ H* Ytvb now,tvbnow,bttvb萊滕施托費爾把這點和交通堵塞做比較,當在後面的汽車變多時,在那一點前面的汽車密度會再度減少。# ?8 H+ a. i z4 P
在一定程度上,同樣的情況在真空中發生。當真空在一個地方被擠壓時,量子波動的分佈會改變,結果是它們可以加速或減速。tvb now,tvbnow,bttvb9 e' }2 W% o. _7 z/ H4 W
這種影響可以在時域上測量,擠壓的結果,波動中有一些光點。# C; P! o& V: M# g: R
但也發生一些怪異的事情,在某些地方的波動看起來好像降到低於背景的噪音程度,低於空白空間的基態(ground state of empty space),科學家把它稱作一個 「 令人驚訝的現象(astonishing phenomenon)」。' `0 s8 B% R/ q& `5 m$ J; @5 H
一份新聞稿解釋:「由於新的測量技術既不用吸收待測的光子,也不用放大它們,所以直接偵測真空的電磁背景噪音是有可能的;因此,也可以直接偵測由研究人員從這個基態產生的受控制偏離。」公仔箱論壇; J' m5 G! O6 Q1 U9 }) v, N4 L
這個團隊現在正在測試他們的技術究竟有多精確,以及他們可以從這當中學到多少。
6 J' p- ~' F; c: H即使這些結果到目前為止是令人印象深刻的,仍然有可能這個團隊可能只是做到所謂的弱測量(weak measurement),一種不干擾量子態的測量,但實際上沒有告訴研究人員非常多有關量子系統。
, Z( |5 T0 Q# E5 b公仔箱論壇如果能夠使用這項技術學到更多,他們想要繼續使用它來探測 「 光的量子態」。這是光在量子能級(quantum level)看不見的行為,而我們只是剛剛開始要理解。 |