宏观性
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最大纳米颗粒量子叠加态创建
科技日报· 2026-01-23 06:52
奥地利维也纳大学研究团队在新一期《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。这一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。 在最新研究中,物理学家将这一实验边界推进到前所未有的尺度。团队制备了由超过7000个钠原子组 成、直径约8纳米的金属团簇。这类团簇在质量和尺度上,已接近部分病毒颗粒。接着,他们通过精密 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,形成类似"薛定谔猫"的量子叠加态。 实验采用了由三组激光光栅构成的干涉仪装置。在超高真空和低温条件下,钠纳米颗粒通过狭缝后表现 出明显的波动性,不同路径对应的"物质波"相互干涉,最终形成清晰的"干涉图样"。团队正是通过这一 信号,确认纳米颗粒处于量子叠加状态。 未来,团队计划将实验对象进一步扩展至病毒等大型生物体系,并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。 1935年,物理学家薛定谔提出著名的"猫"思想实验,指出如果量子力学适用于一切尺度,那么宏观物体 也应能处于叠加态。然而现实中,物体尺寸超过 ...