教育裝備采購網(wǎng)訊：中國科學(xué)院近日援引美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月6日報(bào)道，最近，瑞典物理學(xué)家稱，他們運(yùn)用特制的設(shè)備，在“什么都沒有”的真空中制造出了可見的光線。據(jù)稱該研究論文已發(fā)表在物理學(xué)界著名的免費(fèi)電子網(wǎng)站arXiv.org上。
如果該實(shí)驗(yàn)獲得證實(shí)，將是近年來量子效應(yīng)最奇異的實(shí)驗(yàn)證據(jù)之一，同時也是一個“意義重大的里程碑”。量子理論認(rèn)為，可以使用被認(rèn)為存在于量子真空中的“虛擬粒子”來制造可見的光子，但該理論一直未獲實(shí)驗(yàn)證實(shí)。量子理論認(rèn)為，真空實(shí)際上是一片不停波動的能量之海，粒子在其中和萬物之間來回轉(zhuǎn)化。這些粒子稍縱即逝，因此常被認(rèn)為是“虛擬粒子”。然而，它們擁有切實(shí)的量子效應(yīng)。
文章中舉例說，如果兩個鏡子被極端接近地放置在一起，能夠存在于其間的“虛擬”光粒子(光子)的數(shù)量是有限的。這意味著更多虛擬光子存在于鏡子之外而非鏡子之間，它們會創(chuàng)造出一種卡什米爾力，讓這兩面鏡子緊緊依附在一起?？ㄊ裁谞柫ψ畛跤珊商m的亨里克·卡什米爾于1948年提出，其不能在經(jīng)典物理范疇內(nèi)得到解釋，是一個純粹的量子效應(yīng)。
文章中還說，幾十年前，理論學(xué)家們就預(yù)言：一塊快速移動的鏡子也能產(chǎn)生同樣的效應(yīng)。該理論認(rèn)為，一塊鏡子能從落在其表面上的“虛擬”光子那兒獲得能量，接著，像真實(shí)的光子一樣重新發(fā)出這些能量。不過，只有當(dāng)運(yùn)動的鏡子以非常接近光速的速度通過真空時才會出現(xiàn)這種效應(yīng)，但普通的機(jī)械裝置很難做到這一點(diǎn)。瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的物理學(xué)家佩爾·德爾辛和其同事使用一塊名為超導(dǎo)量子干涉設(shè)備(SQUID)的裝置巧妙地避開了這個問題，SQUID是用于測量極端微弱信號(例如人體電磁場的微弱變化)的設(shè)備，該設(shè)備對磁場相當(dāng)敏感。他們制造出了一塊超導(dǎo)電路并將SQUID放置其中，SQUID扮演鏡子的角色，通過SQUID的磁場會讓這面“鏡子”輕微移動，每秒幾十億次地改變磁場的方向，“鏡子”的“擺動”速度會達(dá)到光速的5%，此時研究團(tuán)隊(duì)觀察到，一大片震動的微波光子如天女散花般從真空中“落下”。進(jìn)一步分析后發(fā)現(xiàn)，正如量子效應(yīng)以前所預(yù)測的那樣，光子的頻率幾乎是其“擺動”鏡子頻率的一半。
同樣從事量子效應(yīng)研究的美國哈佛大學(xué)物理學(xué)家費(fèi)德里克·卡帕索表示，這是一個非常重要的進(jìn)步。盡管該效應(yīng)因其無法產(chǎn)生大量的光子而目前沒有實(shí)際用途，但卻能很好地演示量子效應(yīng)。未來，一塊運(yùn)動的金屬會從真空中制造出可探測的光線。
