新聞中心
News Center
更新時間:2011-11-26
點擊次數:3161
據美國物理學家組織網11月17日報道,瑞典查爾姆斯理工大學的科學家在真空中捕獲到了不斷出現和消失的光子,成功將虛擬光子轉變成真實光子,制成了可測量的光,觀測到40多年前就曾被預言的動力學卡西米爾效應,即平行金屬板在輻射場真空態中存在吸引力的現象。(高溫泵)相關研究結果發表在一期《自然》雜志上。
實(shi)(shi)驗基于一個違反(fan)常規的量(liang)子力學重要原則:真空并不“真空”,實(shi)(shi)際上(shang),真空中(zhong)充(chong)滿(man)了各種不斷波動的粒子。它(ta)們(men)出現后(hou)卻又在瞬間消失,因此常被(bei)稱為(wei)虛擬(ni)粒子。物理學家摩爾早在上(shang)世紀70年(nian)代就曾預言,虛擬(ni)光(guang)子轉變成真實(shi)(shi)光(guang)子的現象將會發生。他(ta)認(ren)為(wei),如果(guo)虛擬(ni)光(guang)子能從鏡(jing)子上(shang)反(fan)彈起(qi)來(lai),而(er)鏡(jing)子是以近乎光(guang)速(su)的速(su)度移(yi)動,上(shang)述情況就會發生。
由于鏡子不可能移動得如此之快,科研人員采用另一種方法實現了相同效應:通過改變到達超導電路的電距離,起到微波的鏡面作用,而非改變到達鏡子的物理距離。這個“鏡子”名為超導量子干涉器(SQUID),其由量子電子元件構成,對磁場極其敏感。(高溫水泵)通過每秒數十億次改變磁場的方向,可使“鏡子”的振動速度達到光速的25%。鏡子也會將自身部分動能轉移給虛擬光子,這將促使它們突然出現。實驗結果顯示,光子會在真空中成對出現,科學家能夠以微波輻射的形式對其進行測量,構建出確實具有相同特性的射線,如同量子理論所述。
科(ke)研人員(yuan)表(biao)示(shi),光(guang)子(zi)(zi)出現的原(yuan)因在于其(qi)自身(shen)缺(que)少質量,因此,激發(fa)出它們的虛擬(ni)狀態需(xu)要較少的能(neng)量。原(yuan)則(ze)上來說,還可以在真空中創造出其(qi)他粒子(zi)(zi),例如電(dian)子(zi)(zi)或質子(zi)(zi)等,但這需(xu)要更多的能(neng)量。
成(cheng)對光子(zi)的研究(jiu)(jiu)成(cheng)果或可用(yong)于(yu)量(liang)(liang)子(zi)計算機等相關量(liang)(liang)子(zi)信息(xi)研究(jiu)(jiu)領域。然而,此次實驗(yan)的主要價值在(zai)于(yu)增(zeng)進(jin)人們對于(yu)基(ji)礎物(wu)理概念的了解,比(bi)如真空波(bo)動,即真空中瞬間出(chu)現并消失的虛擬(ni)粒(li)子(zi)等。通常認為,真空波(bo)動與“暗能量(liang)(liang)”可能有關聯,促進(jin)了宇宙(zhou)膨脹(zhang)的加速,而這種加速已通過(guo)今年(nian)的諾(nuo)貝(bei)爾(er)物(wu)理學獎(jiang)獲得了確認。