0幀起手推導(dǎo)宏觀量子隧穿 諾獎(jiǎng)背后的科學(xué)豪賭!2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)揭曉時(shí),整個(gè)科學(xué)界都在關(guān)注“宏觀量子隧穿”這一概念。三位得主通過巴掌大的超導(dǎo)電路,讓數(shù)十億電子集體展示了“穿墻術(shù)”,不僅將薛定諤的貓從思想實(shí)驗(yàn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),還為量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展鋪平了道路。令人驚訝的是,其中兩位科學(xué)家在四年前就獲得了中國(guó)的“墨子量子獎(jiǎng)”。這表明中國(guó)民間資本早在西方實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證理論之前,就已經(jīng)押注于未來。
“薛定諤的貓”曾被視為量子力學(xué)中的悖論,但20世紀(jì)70年代,安東尼·萊格特提出了質(zhì)疑:為什么宏觀物體不能既生又死?他專注于超導(dǎo)電路,認(rèn)為零電阻特性可能使量子態(tài)在宏觀尺度上存在。他預(yù)言的“宏觀量子隧穿”成為物理學(xué)界的焦點(diǎn),誰能證明它,誰就能打破微觀與宏觀的界限。
1984年,加州大學(xué)伯克利分校的約翰·克拉克帶領(lǐng)研究生約翰·馬丁尼斯和法國(guó)博士后米歇爾·德沃雷,用約瑟夫森結(jié)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)電流流過時(shí),電子像幽靈一樣穿過絕緣層,能量釋放呈現(xiàn)臺(tái)階狀,這是能級(jí)量子化的現(xiàn)象。諾獎(jiǎng)委員會(huì)主席奧勒·埃里克松表示,這就像一群人排著隊(duì)穿墻而過,且步伐一致。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示,系統(tǒng)行為完全符合量子隧穿的理論曲線,數(shù)十億電子組成的“宏觀粒子”遵循量子法則。
實(shí)驗(yàn)過程中,克拉克團(tuán)隊(duì)面臨與噪聲的斗爭(zhēng)。他們發(fā)明了一套銅粉微波濾波器,將特定頻率的噪聲衰減到近乎為零,相當(dāng)于給電路穿上“量子防彈衣”。此外,他們還使用共振激活技術(shù),原位測(cè)出關(guān)鍵參數(shù),使實(shí)驗(yàn)結(jié)果直接與理論吻合。這種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度讓質(zhì)疑者無話可說。此前30年間,許多實(shí)驗(yàn)室聲稱觀測(cè)到宏觀量子效應(yīng),但數(shù)據(jù)模糊被斥為熱激活假象。而克拉克團(tuán)隊(duì)的數(shù)據(jù)點(diǎn)則精確地落在理論曲線上,證明了他們的成果。
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2025-07-04 09:00:47男子0幀起手畫出北京中軸線在量子物理的世界里,常常會(huì)發(fā)生一些違反直覺的事情:粒子能穿過墻壁、能量像硬幣一樣一枚一枚地發(fā)放、一個(gè)系統(tǒng)能同時(shí)處在兩個(gè)狀態(tài)之中
2025-10-07 21:41:38人類首次在宏觀世界看到子彈穿墻