量子实验实现迄今最大规模叠加态,被称为“放大版薛定谔的猫”
量子物理学家把“薛定谔的猫”式叠加态推到更大的尺度:实验记录表明,一个由数千个原子组成的原子团簇在同一次实验条件下既表现出粒子性质,也能像波一样产生可测的干涉特征。该实验把叠加态从单个粒子或少量粒子扩展到更复杂的集合体,使得“物体同时处在多个可能位置”的描述从思想实验走向可重复测量的装置。页面文字介绍,实验装置通过精确控制原子团簇的制备、运动与探测,让团簇在两条或多条可能路径上演化,并在末端把不同路径的信息重新叠加以读取相位差与干涉条纹。研究团队把这一结果作为迄今规模最大的“超位置”之一来呈现,关注的指标包括参与叠加的原子数量、叠加持续时间以及对外界噪声的隔离程度。这类实验常用于检验量子力学在更大尺度上的适用范围,并为量子传感与精密测量提供新的平台:当更大的物体也能保持相干叠加时,重力、加速度或电磁场的微弱变化可能以更高灵敏度被放大为相位差。页面还交代该成果最初出自《Nature》相关报道渠道,并由ScientificAmerican以通俗方式介绍实验背景、叠加态概念与“猫”比喻的由来。在实验实现层面,团队需要把团簇置于足以降低热噪声影响的条件下,并使用脉冲或光学元件对其进行分束与反射,从而构建等效的干涉仪;随后再通过探测得到统计分布,排除经典混合态能够解释的结果。为了让团簇保持叠加而不被环境“测量”,装置通常在高真空与稳定磁场环境中运行,并对振动与温度漂移进行抑制;这些工程条件决定了叠加态能维持的距离与时间。页面把该结果放在一系列“把更大的系统置于量子态”的研究脉络中,与原子干涉、分子干涉以及固态量子系统的相干控制并列呈现。
支持率>95%