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讓物質隱形的奇異量子效應證實
[所屬分類:行業動態] [發布時間:2021-11-24] [發布人:網站管理員2] [閱讀次數:] [返回]
讓物質(zhi)隱形的奇異量子(zi)效應證實
有望催生能(neng)抑(yi)制光的新材料以提(ti)升量子計算機性能(neng)
作者：劉(liu)霞(xia) 來(lai)源：科技日報
山東(dong)拓普(pu)生(sheng)物(wu)工程(cheng)有限公司 //ljxinglong.com
科技(ji)日報北京11月23日電 （記者(zhe)劉(liu)霞）幾十(shi)年前(qian)，科學家預言存在一(yi)種奇異(yi)的量子效(xiao)(xiao)應——泡(pao)利阻塞(sai)(sai)，即如果一(yi)團(tuan)氣體變(bian)得足(zu)夠冷且足(zu)夠致密，它就能(neng)隱形。美(mei)國(guo)和(he)新(xin)西蘭(lan)科學家在最新(xin)一(yi)期(qi)《科學》雜志撰(zhuan)文指(zhi)出，他(ta)們(men)利用激光擠壓并冷卻鋰氣體等，使其密度和(he)溫度變(bian)化到足(zu)以減少光散射量的程(cheng)度，由此證(zheng)明了泡(pao)利阻塞(sai)(sai)效(xiao)(xiao)應，未來有望(wang)利用其開(kai)發(fa)能(neng)抑(yi)制(zhi)光的材料，進(jin)一(yi)步提高量子計算機的性能(neng)和(he)效(xiao)(xiao)率。
泡(pao)(pao)(pao)利(li)阻塞(sai)源自奧地利(li)著名物理學家(jia)沃爾夫(fu)岡·泡(pao)(pao)(pao)利(li)于1925年首次提出的(de)泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理。泡(pao)(pao)(pao)利(li)假定(ding)，一(yi)(yi)切處(chu)于相(xiang)(xiang)同量(liang)子(zi)態(tai)的(de)費米子(zi)（如質子(zi)、中(zhong)子(zi)和電(dian)子(zi)）都不(bu)能(neng)(neng)處(chu)于同一(yi)(yi)空間(jian)。泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理也適用于氣(qi)(qi)體中(zhong)的(de)原子(zi)。通常情況下，氣(qi)(qi)體云中(zhong)的(de)原子(zi)有(you)很大的(de)彈(dan)跳空間(jian)。這意(yi)味著，盡管(guan)它們可能(neng)(neng)是受(shou)泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理約束的(de)費米子(zi)，但有(you)足(zu)夠多(duo)未被占據的(de)能(neng)(neng)級供它們躍遷。然而，如果讓氣(qi)(qi)體冷卻下來，原子(zi)會(hui)失去能(neng)(neng)量(liang)，占滿所有(you)可用的(de)最(zui)低能(neng)(neng)級，處(chu)于不(bu)能(neng)(neng)動彈(dan)的(de)狀態(tai)。由于排列過(guo)于緊密，這些粒(li)子(zi)無法(fa)再(zai)與(yu)光(guang)相(xiang)(xiang)互作(zuo)用，光(guang)就被“泡(pao)(pao)(pao)利(li)阻塞(sai)”了，只能(neng)(neng)徑(jing)直穿過(guo)。
在最新研究中，科學家調整了激光(guang)束中的光(guang)子，使鋰(li)氣(qi)體(ti)云(yun)中的原子變慢并變冷，隨后將氣(qi)體(ti)云(yun)的溫(wen)度降至略高(gao)于絕(jue)對零度，再(zai)使用另一束激光(guang)將這些原子壓縮至約(yue)1000萬億(yi)個/立方厘米的程度。
為弄清過冷(leng)原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)隱形程度，他們使用(yong)第三束激(ji)光照射原(yuan)子，并用(yong)一個高(gao)靈敏攝(she)(she)像頭(tou)統計散(san)射光子的(de)(de)(de)(de)數量。正如理(li)論(lun)預測的(de)(de)(de)(de)那(nei)樣：與(yu)室溫下的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子相比，被冷(leng)卻和(he)壓縮的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子散(san)射的(de)(de)(de)(de)光減(jian)少了(le)38%，使其亮度顯著降低(di)。他們表(biao)示，如果(guo)能(neng)讓這團氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)溫度降到更接近絕對零度（零下273.15攝(she)(she)氏度），那(nei)么它(ta)將變(bian)得(de)完全看不見。另外兩個獨立研究(jiu)小組也(ye)冷(leng)卻了(le)鉀和(he)鍶氣體(ti)(ti)，證明了(le)該效(xiao)應。
報(bao)告資深作(zuo)者、麻省理工學院物理學教授(shou)沃爾夫岡·克(ke)特勒(le)說：“這是科學家首次清楚(chu)地觀察到這種效應的存在，未(wei)來有望利用其開發抑制光的材料(liao)，這對(dui)于(yu)提高量(liang)子計(ji)算機的效率(lv)(lv)非常重要，因為量(liang)子退相干（由光攜帶的量(liang)子信(xin)息散(san)失至周(zhou)圍環境中）會降(jiang)低量(liang)子計(ji)算機的性能和效率(lv)(lv)。”
有望催生能(neng)抑(yi)制光的新材料以提(ti)升量子計算機性能(neng)
作者：劉(liu)霞(xia) 來(lai)源：科技日報
山東(dong)拓普(pu)生(sheng)物(wu)工程(cheng)有限公司 //ljxinglong.com
科技(ji)日報北京11月23日電 （記者(zhe)劉(liu)霞）幾十(shi)年前(qian)，科學家預言存在一(yi)種奇異(yi)的量子效(xiao)(xiao)應——泡(pao)利阻塞(sai)(sai)，即如果一(yi)團(tuan)氣體變(bian)得足(zu)夠冷且足(zu)夠致密，它就能(neng)隱形。美(mei)國(guo)和(he)新(xin)西蘭(lan)科學家在最新(xin)一(yi)期(qi)《科學》雜志撰(zhuan)文指(zhi)出，他(ta)們(men)利用激光擠壓并冷卻鋰氣體等，使其密度和(he)溫度變(bian)化到足(zu)以減少光散射量的程(cheng)度，由此證(zheng)明了泡(pao)利阻塞(sai)(sai)效(xiao)(xiao)應，未來有望(wang)利用其開(kai)發(fa)能(neng)抑(yi)制(zhi)光的材料，進(jin)一(yi)步提高量子計算機的性能(neng)和(he)效(xiao)(xiao)率。
泡(pao)(pao)(pao)利(li)阻塞(sai)源自奧地利(li)著名物理學家(jia)沃爾夫(fu)岡·泡(pao)(pao)(pao)利(li)于1925年首次提出的(de)泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理。泡(pao)(pao)(pao)利(li)假定(ding)，一(yi)(yi)切處(chu)于相(xiang)(xiang)同量(liang)子(zi)態(tai)的(de)費米子(zi)（如質子(zi)、中(zhong)子(zi)和電(dian)子(zi)）都不(bu)能(neng)(neng)處(chu)于同一(yi)(yi)空間(jian)。泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理也適用于氣(qi)(qi)體中(zhong)的(de)原子(zi)。通常情況下，氣(qi)(qi)體云中(zhong)的(de)原子(zi)有(you)很大的(de)彈(dan)跳空間(jian)。這意(yi)味著，盡管(guan)它們可能(neng)(neng)是受(shou)泡(pao)(pao)(pao)利(li)不(bu)相(xiang)(xiang)容原理約束的(de)費米子(zi)，但有(you)足(zu)夠多(duo)未被占據的(de)能(neng)(neng)級供它們躍遷。然而，如果讓氣(qi)(qi)體冷卻下來，原子(zi)會(hui)失去能(neng)(neng)量(liang)，占滿所有(you)可用的(de)最(zui)低能(neng)(neng)級，處(chu)于不(bu)能(neng)(neng)動彈(dan)的(de)狀態(tai)。由于排列過(guo)于緊密，這些粒(li)子(zi)無法(fa)再(zai)與(yu)光(guang)相(xiang)(xiang)互作(zuo)用，光(guang)就被“泡(pao)(pao)(pao)利(li)阻塞(sai)”了，只能(neng)(neng)徑(jing)直穿過(guo)。
在最新研究中，科學家調整了激光(guang)束中的光(guang)子，使鋰(li)氣(qi)體(ti)云(yun)中的原子變慢并變冷，隨后將氣(qi)體(ti)云(yun)的溫(wen)度降至略高(gao)于絕(jue)對零度，再(zai)使用另一束激光(guang)將這些原子壓縮至約(yue)1000萬億(yi)個/立方厘米的程度。
為弄清過冷(leng)原(yuan)子的(de)(de)(de)(de)隱形程度，他們使用(yong)第三束激(ji)光照射原(yuan)子，并用(yong)一個高(gao)靈敏攝(she)(she)像頭(tou)統計散(san)射光子的(de)(de)(de)(de)數量。正如理(li)論(lun)預測的(de)(de)(de)(de)那(nei)樣：與(yu)室溫下的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子相比，被冷(leng)卻和(he)壓縮的(de)(de)(de)(de)原(yuan)子散(san)射的(de)(de)(de)(de)光減(jian)少了(le)38%，使其亮度顯著降低(di)。他們表(biao)示，如果(guo)能(neng)讓這團氣體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)溫度降到更接近絕對零度（零下273.15攝(she)(she)氏度），那(nei)么它(ta)將變(bian)得(de)完全看不見。另外兩個獨立研究(jiu)小組也(ye)冷(leng)卻了(le)鉀和(he)鍶氣體(ti)(ti)，證明了(le)該效(xiao)應。
報(bao)告資深作(zuo)者、麻省理工學院物理學教授(shou)沃爾夫岡·克(ke)特勒(le)說：“這是科學家首次清楚(chu)地觀察到這種效應的存在，未(wei)來有望利用其開發抑制光的材料(liao)，這對(dui)于(yu)提高量(liang)子計(ji)算機的效率(lv)(lv)非常重要，因為量(liang)子退相干（由光攜帶的量(liang)子信(xin)息散(san)失至周(zhou)圍環境中）會降(jiang)低量(liang)子計(ji)算機的性能和效率(lv)(lv)。”
