序曲 (第2/2页)
关于量子边界的研究仍在继续,科学家们试图更深入地理解量子世界和经典世界的本质区别以及它们之间的过渡机制。例如,一些研究关注动态局域化现象,这是一种不太为人所知的量子行为,在这种现象中,尽管量子物体有稳定的能量供应,但它仍然保持着相同的温度,这违背了冷物体总会从热物体那里偷取热量的经典假设。美国马里兰大学联合量子研究所的研究团队通过研究分析数学模型,发现即使量子物体之间发生强烈的相互作用,动态局域化现象也有可能发生,当一种发生强烈相互作用的气体开始接近零点温度时,可能会出现“多体动态局域化”。
在实验方面,研究人员不断尝试用质量越来越大的物体进行干涉实验。他们合成了由将近 2000个原子组成的大分子,并将其置于量子叠加态进行干涉实验。为了让分子保持波的状态,研究小组清理出狭窄通道,将管道放置在真空中,用弹簧和制动系统防止仪器抖动,还小心翼翼地控制分子速度以确保其温度不过热。最终他们合成了特定的大分子,其德布罗意波长比一个氢原子的直径还要小 1000倍,有着足够坚固的结构。实验中,分子吸收绿光能量后通过一系列间隔为几纳米宽的金属栅格,形成明暗相间的干涉图样,这在新的质量尺度上证实了量子现象。
尽管取得了这些进展,但量子世界与经典世界的边界问题仍然没有一个明确的答案。不同的理论和实验都从不同角度提供了有价值的见解,但也都存在一些局限性和未解之谜。未来的研究可能需要结合更多的实验和理论方法,以及跨学科的合作,来进一步探索这个复杂而迷人的领域,以更全面地理解量子边界的本质和特性。这对于推动量子技术的发展以及深化我们对自然界基本规律的认识都具有重要意义。同时,也让我们更加期待在这个领域中会有更多新的发现和突破,帮助我们揭开量子世界的神秘面纱。
跟随作者,让我们一起在这宏大的量子帝国世界尽情地遨游,感受虚拟假设与现实世界的斑斓交错,重回科学与幻想的巅峰…
在这里,你将会与著名的冯诺依曼近在咫尺,与门捷列夫一起探索元素周期表的奥妙,与爱因斯坦探讨相对论的百年之谜…
“欢迎收听由纪元新闻网发布的新闻联播,我是央视数字主持人晓菲,2013年,中国科学院在量子研究方面取得了重大突破——发现量子反常霍尔效应。
该研究由中国科学院物理研究所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队,经过数年不懈探索和艰苦攻关,成功实现了“量子反常霍尔效应”。
这一成果于2013年3月14日在《科学》(Science)上在线发表,清华大学和中国科学院物理所为共同第一作者单位。
量子反常霍尔效应是一种全新的量子效应,其实现非常困难,需要精准的材料设计、制备与调控。1988年美国物理学家霍尔丹(F. Duncan M. Haldane)提出可能存在不需要外磁场的量子霍尔效应,但多年来一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。
2010年,中科院物理所方忠、戴希带领的团队与张首晟教授等合作,从理论与材料设计上取得突破,他们提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族拓扑绝缘体中存在特殊的V. vleck铁磁交换机制,能形成稳定的铁磁绝缘体,是实现量子反常霍尔效应的最佳体系。
此后,中科院物理所何珂、吕力、马旭村、王立莉、方忠、戴希等组成的团队和清华大学物理系薛其坤、张首晟、王亚愚、陈曦、贾金锋等组成的团队合作攻关。他们克服了薄膜生长、磁性掺杂、门电压控制、低温输运测量等多道难关,利用分子束外延方法生长出了高质量的Cr掺杂(Bi,Sb)2Te3拓扑绝缘体磁性薄膜,并在极低温输运测量装置上成功观测到了“量子反常霍尔效应”。
量子反常霍尔效应的最美妙之处是不需要任何外加磁场就可以实现电子的量子霍尔态,这一发现有可能会推动新一代的低能耗晶体管和电子学器件的发展,对信息技术的进步具有重要意义。例如,它可能解决手机或电脑发热、耗电快、运行慢等问题。
这项成果是我国科学家长期积累、协同创新、集体攻关的成功典范,也标志着中国在量子反常霍尔效应研究领域达到了世界领先水平,除中国研究出的霍尔效应外,一些国家还研究了量子在诸多领域的其他效应,美国等一些国家的学者认为,量子边界存在着其他星系的高级文明!量子帝国时代即将开启!”
……
下午7:00,量子AC研究所里,各类仪器规整的摆放在实验架子上,中央的墙壁上横悬着一块儿两米宽的黑科技液晶显示屏。
科幻显示屏上正在播报一例名为《军方看点》的新闻联播节目这是一则由纪元新闻网首次联播的科学的预测类头条新闻…
然而,也正是这样一则则富有科幻性的时报新闻的联播,推动了军方量子绝密计划的第一步,随着军方司长常靖川签署军方第二十七条绝密军令后,量子边界这一探索宇宙奥秘的天体科学组织就此实锤…
军方探索外星文明的绝密计划—微量子智子计划秘密展开,冼云州和军方各部也将踏上寻觅地球科学者的艰辛之路…