《電子技術(shù)應(yīng)用》
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女物理學(xué)家用量子技術(shù)遠(yuǎn)程制造出第五種物質(zhì)狀態(tài)

2020-05-26
來源:21ic中國(guó)電子網(wǎng)
關(guān)鍵詞: 量子技術(shù) 玻色子原子

據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,在新冠病毒疫情隔離期間,英國(guó)一位物理學(xué)家在自家客廳利用量子技術(shù)遠(yuǎn)程控制實(shí)驗(yàn)室設(shè)備,制造出了第五種物質(zhì)狀態(tài)。

Amruta Gadge博士是英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院的物理學(xué)家,她制造的是名為“玻色-愛因斯坦凝聚”(Bose-Einstein Condensate,簡(jiǎn)稱BEC)的物質(zhì)狀態(tài)。這是玻色子原子在冷卻到接近絕對(duì)零度所呈現(xiàn)出的一種氣態(tài)的、超流性的物質(zhì)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下,極低溫的原子聚集在一起,表現(xiàn)得如同一個(gè)單一的實(shí)體。


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在疫情隔離期間,Gadge博士只能在離實(shí)驗(yàn)室約三公里外的自家起居室里工作,但她還是用電腦控制激光和無線電波,創(chuàng)造出了玻色-愛因斯坦凝聚。劍橋大學(xué)量子系的研究人員認(rèn)為,這是第一次有人通過遠(yuǎn)程操作,在之前從未制造過玻色-愛因斯坦凝聚的實(shí)驗(yàn)室里制造出了這種物質(zhì)狀態(tài)。

這一成就或許能為使用計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作量子技術(shù)提供啟發(fā),比如在太空或水下等難以接近的環(huán)境中。利用量子物理中鬼魅般的超距效應(yīng),量子技術(shù)可以極大地加快信息處理的速度,從而開發(fā)出地球上最強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)。

“我們都非常興奮,因?yàn)槲覀兛梢栽诟綦x期間,以及未來任何可能的隔離情況下,采用遠(yuǎn)程方式繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),”蘇塞克斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)教授彼得·克魯格(Peter Kruger)說,“增強(qiáng)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室控制的能力,對(duì)于研究在太空、地下、潛艇以及極端天氣下難以接近的環(huán)境中操作量子技術(shù)而言,有著重大意義。”

玻色-愛因斯坦凝聚是繼固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)和等離子態(tài)(當(dāng)氣體中的原子電離時(shí)產(chǎn)生的)之后的第五種物質(zhì)狀態(tài)。20世紀(jì)20年代中期,阿爾伯特·愛因斯坦和印度物理學(xué)家薩特延德拉·納特·玻色(Satyendra Nath Bose)預(yù)言,量子力學(xué)可以迫使大量粒子表現(xiàn)出單個(gè)粒子的行為,這開啟了對(duì)所謂“第五物質(zhì)”的研究。


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