微观量子波动移动重达四十千克镜子

发布者：静虚散人 2020-7-24 14:56 来自: 环球解密

麻省理工学院的实验第一次测量到，量子世界的波动可以对宏观世界带来影响——将重达40千克的镜面移动了10^-20米的距离。

“一个氢原子10^-10米，也就是说镜面移动的距离与氢原子的比例，与氢原子和我们的比例相当。我们测量到了。”MIT的研究员麦卡勒(Lee McCuller)说。

MIT物理系的马瓦瓦拉(Nergis Mavalvala)说：“这项实验的特别之处在于，我们看到量子对人体这么大的物体所产生的效应。”

“我们存在的每个纳秒，都被这些量子波动所影响着，只是人体的移动，以及热能的影响太大，因此这些量子效应对人体产生的影响无法被测量到。利用LIGO(美国激光干涉仪引力波天文台)的镜子，我们完成了所有的过滤工作，把热能和其它因素产生的影响分离开，这样我们就足够静止，能测量到量子波动对宏观物体产生的作用。”

LIGO设计用于探测抵达地球的引力波，侦测发生在宇宙中距离地球几十亿光年之外的天体事件。它由两个探测器组成，一个位于华盛顿州;另一个位于路易斯安那州。两个探测仪都由两个四公里长的隧道组成L形，每个隧道的尽头悬挂一面40千克重的镜子。

为了探测引力波，LIGO输入端向探测器的隧道发射激光，碰到镜面后返回。如果没有引力波的干扰，理论上激光从两个通道将非常精确地同时返回。如果有引力波经过，将对镜面产生微弱的影响，从而影响激光反射回来的时间。

可是，自然环境中存在很多干扰因素，因此这个仪器做了很多工作屏蔽各种噪音信号，才能探测到科学家要寻找的外来引力波。

然而，马瓦瓦拉和同事想到，LIGO可能也足够敏感，探测到来自干涉仪自身产生的量子波动效应，更具体地说，由LIGO发射的激光内光子产生的量子波动。

“激光内的量子波动所产生的辐射压力，能够移动一个物体，”麦卡勒说，“在这个实验中，这个物体就是40千克的镜子。”

于是，研究人员在干涉仪上增配了一个噪音压制器，可以调整使LIGO接收带有特定属性的信号。比如，先设置过滤掉所有的常规背景噪音，之后发现，由干涉仪自身产生的噪音，都使镜面产生了10^-20米的移动。

马瓦瓦拉表示，虽然测量结果完全符合理论预测，但“这太不简单了，证实它(量子效应)能移动这么大的东西”。

量子

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