科学家首次观测到量子隧穿效应

《蚁人》系列电影中变大变小、穿墙隐身、穿越多元宇宙的“量子梗“让很多人着迷。其中有些理论仅仅存在于预测中,至今还没有在现实世界中观察到过,比如量子隧穿效应。现在,来自奥地利因斯布鲁克大学的科学家证实了这种科幻场景的存在,他们首次成功地在实验中观测到了”量子隧穿效应“。相关研究已发表在近期的《自然》杂志上。
在量子力学中,量子隧穿效应就好比一个人撞墙然后穿越过去,这在经典力学中是不可能发生的,但在像电子等微观量子领域却可能实现。早在2018年,科学家就计算出在量子系统中,每千亿次碰撞中只有一次发生量子隧穿,但一直没有被实验观察到过。在该研究中,科学家试图用一种简单的反应追踪量子隧穿效应。他们选择了宇宙中最简单的元素氢进行实验,将氢的一种同位素氘引入离子阱,并将其冷却。然后用氢填充离子阱。在低温情况下,当两者发生碰撞时,科学家确实观测到了这种隧穿效应。并且与理论计算出的结果相吻合,这是科学家首次在实验中观察到量子隧穿效应。
基于此,科学家可以开发出更简单的化学反应理论模型,并已成功测试。量子隧穿效应能够应用于诸多领域,比如扫描隧道显微镜和闪存中,还可以解释原子核的阿尔法衰变以及天体化学合成等。因此,该研究为更好地理解许多化学反应奠定了基础。(智慧科技迷)
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