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微觀量子波動移動重達四十千克鏡子

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微觀量子波動移動重達四十千克鏡子

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麻省理工學院的實驗首次測量到量子世界的波動可以對宏觀世界產生影響——將一塊重40公斤的鏡子移動10-20米的距離 。
“一個氫原子是10-10米，也就是說，鏡子移動到氫原子的距離與氫原子和我們的距離之比相當 。我們測量了一下 ?！甭槭±砉W院的研究員Lee McCuller說 。
麻省理工學院物理系的Nergis Mavalvala說:“這個實驗的特別之處在于，我們可以看到量子對人體那么大的物體的影響 ?！?br /> “我們存在的每一納秒都受到這些量子漲落的影響 。只是人體的運動，熱能的影響太大，所以這些量子效應對人體的影響無法測量 。利用LIGO(美國激光干涉儀的引力波天文臺)的反射鏡，我們已經完成了分離熱能和其他因素影響的所有濾波工作，這樣我們仍然足以測量量子漲落對宏觀物體的影響 。”
LIGO旨在探測到達地球的引力波和宇宙中距離地球數十億光年的天體事件 。它由兩個探測器組成，一個在華盛頓州；另一個在路易斯安那州 。兩個探測器都是由兩個四公里長的隧道組成的L形，每個隧道的末端都掛著一面40公斤重的鏡子 。
為了探測引力波，LIGO輸入向探測器的隧道發射激光，擊中鏡面后返回 。如果沒有引力波的干擾，理論上激光會非常精確地同時從兩個通道返回 。如果引力波穿過，會對鏡面產生微弱的影響，從而影響激光反射回來的時間 。
但是自然環境中的干擾因素很多，所以這臺儀器做了大量的工作，屏蔽了各種噪聲信號，才能夠探測到科學家們要找的外來引力波 。
然而，Ma Vavala和他的同事們認為，LIGO也可能足夠敏感，能夠探測到干涉儀本身產生的量子波效應，更具體地說，是LIGO發射的激光中的光子產生的量子波 。
【微觀量子波動移動重達四十千克鏡子】“激光中量子漲落產生的輻射壓力可以移動一個物體，”麥考爾說 。"在這個實驗中，這個物體是一面40公斤的鏡子."
因此，研究人員在干涉儀中添加了噪聲抑制器，可以對其進行調整，使LIGO接收到具有特定屬性的信號 。比如先過濾掉所有常規的背景噪聲，然后發現干涉儀本身產生的噪聲使反射鏡移動了10-20米 。
馬·瓦瓦拉說，雖然測量結果完全符合理論預測，但“要證明它(量子效應)能移動這么大的東西，太簡單了” 。

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