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量子隧穿实验揭示粒子如何打破光速

  北京时间11点13分左右,最近的实验表明,当粒子穿过量子力学的"隧道"时,它们的传播速度应该比光还要快。

  正如量子力学的基本方程被发现一样,物理学家发现了理论允许的最奇怪的现象之一:量子隧穿(量子隧穿)。这一现象表明,电子等微观粒子与较大物体之间的差别是多么深远。当我们把球扔到墙上时,球会反弹回来;当球滚到山谷底部时,球就会留在那里。然而,粒子偶尔会穿过或穿过"墙"(屏障)。正如两位物理学家在1928年出版的"自然"杂志上所写的那样,粒子很可能"穿越山脉,从山谷底部逃逸",这是隧道效应最早的描述之一。
  物理学家很快就发现,粒子跨越障碍物的能力可以解开许多谜团。它解释了各种化学键和放射性衰变,以及太阳中的氢核如何克服排斥和相互融合,导致阳光照射。但物理学家们开始怀疑。这种好奇心起初是温和的,但后来却是病态的。他们想知道一个粒子要经过多长时间才能通过屏障?
  问题在于,这个问题的答案都没有道理。
  多伦多大学的物理学家艾弗里·斯坦伯格(Avery Steinberg)几十年来一直在研究量子隧穿时间。多伦多大学的物理学家艾弗里·斯坦伯格(Avery Steinberg)几十年来一直在研究量子隧穿时间。
  科学家们最早是在1932年初步计算隧道时间的。甚至在更早的时候,可能也有一些私下的尝试,但正如加拿大多伦多大学的物理学家艾弗里·斯坦伯格(AephraimSteinberg)所言,"当你得到一个无法理解的答案时,你就不会发表它。
  直到1962年,德克萨斯仪器公司(ThomasHartman)半导体工程师托马斯(ThomasHartman)才发表了一篇论文,清楚地解释了这一数学理论的惊人意义。
  哈特曼发现,障碍物似乎是一条捷径。当粒子穿过隧道时,遇到障碍物所需的时间更短。更令人惊讶的是,他计算出,障碍物的增加几乎不会增加粒子穿越障碍物所需的时间。这意味着,如果障碍物足够"厚",粒子在真空中从一边跳到另一边的速度要快于光通过相同距离的速度。