研究核心突破 - 奥地利维也纳大学研究团队在《自然》杂志发表研究，首次将尺寸接近病毒的金属纳米团簇置于空间分离明显的量子叠加态中，创造了有史以来最大的叠加态 [1] - 该成果为探究量子世界与经典世界的边界提供了新依据，也对量子计算、量子精密测量等前沿技术具有启示意义 [1] 实验背景与原理 - 研究旨在探索宏观尺度下量子叠加态的可能性，挑战由环境干扰（“退相干”）导致的量子与经典世界界限 [1] - 实验基于薛定谔“猫”思想实验的原理，试图验证量子力学是否适用于更大尺度的物体 [1] 实验对象与设计 - 实验制备了由超过7000个钠原子组成、直径约8纳米的金属团簇，其质量和尺度已接近部分病毒颗粒 [1] - 通过精密干涉实验，使这些团簇同时处于相距约133纳米的不同空间位置，形成量子叠加态，空间分离距离约为颗粒自身尺寸的16倍 [1][2] 实验方法与验证 - 实验在超高真空和低温条件下，采用由三组激光光栅构成的干涉仪装置进行 [2] - 钠纳米颗粒通过狭缝后表现出波动性，其“物质波”相互干涉形成清晰的“干涉图样”，该信号被用于确认纳米颗粒处于量子叠加状态 [2] 实验结果与指标 - 实验结果显示，每个纳米颗粒如同在空间中展开的“概率云”，表明在此尺度上量子力学依然能准确描述物体行为 [2] - 使用“宏观性”指标（综合考虑质量、叠加态分离距离及量子态维持时间）衡量，本次实验的宏观性达到15.5，较此前纪录提高约一个数量级 [2] 未来研究方向 - 团队计划将实验对象进一步扩展至病毒等大型生物体系 [2] - 未来将利用干涉图样作为高灵敏探针，探索微弱而难以测量的物理作用力 [2]