薛定谔之猫

Search documents
从宏观尺度揭示量子特性——2025年诺贝尔物理学奖解读
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-08 23:27
量子力学描述的是什么?是在单个粒子尺度上才"显现"的物理特性,被称为"微观"现象。这与"宏观"现 象形成对比。 例如,一个日常生活中常见的球,其组成分子数是天文数字,但它不会表现出任何量子力学效应。每次 把球扔向墙壁,它都会反弹回来。然而在微观世界中,一个单独的粒子有时却能直接穿过类似墙的障 碍,出现在"墙"的另一侧——这种现象被称为"隧穿"。 今年的诺贝尔物理学奖,表彰了那些在宏观尺度上成功观测到量子隧穿现象的实验。1984年和1985年, 约翰·克拉克、米歇尔·德沃雷和约翰·马蒂尼斯3位科学家构建了一个包含两个超导体的电路,证明了可 以控制并研究一种现象:超导体中的所有带电粒子协同运动,表现得就像一个单一的粒子,充满整个电 路。该系统通过量子隧穿效应,向人们展现出了量子特性。 寻找统一行动的"库珀对" 3位获奖者借助了数十年来发展起来的理论概念和实验工具,试图研究一种能让多个粒子同时参与的隧 穿现象。一个重要方向就是材料在极低温下出现的特殊现象。 在普通导电材料中,电流的产生是由于存在可在整个材料中自由移动的电子。但在另一些材料中,穿过 导体的独立电子会变得有序,形成一种协调一致的"舞蹈",毫无阻力地流动 ...