在由基本粒子和單個(gè)原子構(gòu)成的亞微觀世界內(nèi)，物體運(yùn)動(dòng)遵循量子力學(xué)規(guī)律，表現(xiàn)出奇特的、違反直覺的行為。沒有什么能比得上我們所處的宏觀世界－以至細(xì)胞、細(xì)菌或塵埃顆粒的微觀世界－在這里，牛頓定律更加令人信服，它保證了物體的運(yùn)動(dòng)明顯地有序。

問題出自試圖發(fā)現(xiàn)宏觀與微觀世界的分界線，乃至確定這個(gè)分界線。美國(guó)康奈爾大學(xué)物理系的副教授Keith Schwab和他的同事們?cè)O(shè)計(jì)出目前為止zui大尺度的接近量子力學(xué)極限的器件。

令人驚奇的是，這項(xiàng)研究也展示了僅通過觀察即可對(duì)物體降溫的辦法。

研究結(jié)果發(fā)表在9月出版的《Nature》第14期上，可用于量子計(jì)算和冷卻等方面。

這個(gè)器件是在氮化硅上的兩端固定中間可振動(dòng)的、含有10萬億個(gè)原子的微小長(zhǎng)鋁條。在其周圍，Schwab設(shè)置超導(dǎo)單電子晶體管以檢測(cè)鋁條位置的微小變化。

Schwab等人獲得的測(cè)量結(jié)果比以往的更接近海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理所規(guī)定的特定范圍的理論極限，并演示了測(cè)量當(dāng)中的反作用現(xiàn)象引起的動(dòng)量偏移。

在此之前理論上已預(yù)見了這個(gè)本無先例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。第二次的觀測(cè)更令人驚奇：對(duì)晶體管加一定電壓，他們發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)溫度降低。

Schwab說“觀察鋁條，不僅會(huì)使它移動(dòng)，還會(huì)抽取它的能量，”并指出鋁條的溫度可以降得很低。

冷卻背后的機(jī)理類似于用于原子氣體冷卻的、稱為光學(xué)或多普勒冷卻的過程。這是在凝聚態(tài)物質(zhì)中觀察到這種現(xiàn)象。

然而Schwab感興趣的是發(fā)現(xiàn)量子力學(xué)的重大問題：量子力學(xué)是否也適用于宏觀世界，如果不是，系統(tǒng)會(huì)在什么地方突變。

對(duì)于這個(gè)問題，他又關(guān)注于量子力學(xué)的另一條原理－態(tài)疊加原理。

Schwab提到，他們?cè)噲D制造一種可以在同時(shí)在兩個(gè)地方的機(jī)械儀器。由這種儀器他們希望可以實(shí)現(xiàn)態(tài)疊加，并且制造大的器件以發(fā)現(xiàn)突變所在。

(源自：中國(guó)科技信息網(wǎng))