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 量子力学

量子力学

在碳-60分子中看到的波粒子二元性

15 Oct 1999

当颗粒束通过双狭缝时形成干涉图案是量子颗粒的波粒子二元性的经典标志。用电子,原子和小分子观察到波粒子二元性。现在,奥地利维也纳大学的Anton Zeinger和同事在奥地利的Zeienna大学的同事在碳-60分子束中观察到类似的波浪状行为 - 这是一个大于量子干扰效应的任何其他粒子的数量级观察到(m arndt . 1999 自然 401 680).

维也纳团队通过氮化硅制成的狭缝送达一束直准碳-60分子,并通过用激光电离分子然后计算离子来检测干涉图案。衍射光栅中的狭缝宽度为50纳米,光栅具有100纳米的周期。该团队检测到干扰图案中的中央最大值和两个一阶衍射峰值。该分子的最可能速度为每秒220米,对应于2.5皮质的De Broglie波长(2.5×10-12 metres) –比分子直径小约400倍。它们还观察到含有一个或两个原子的碳-60分子中的波粒子二元性 13C,碳的沉重同位素。

量子力学的最深层谜团是即使在任何给定时间在实验设置中只有一个颗粒也形成了干涉图案。维也纳团队写道“所有这些观察结果支持每个碳-60分子的视图仅干扰自身。”他们还证实分子与环境的相互作用–如热激发分子的光子自发发射–无法透露他们通过的狭缝。即使只能知道粒子通过的可能性也足够足以消灭干扰图案。

物理学中的另一个神秘是量子行为分解的长度尺度。维也纳实验中的碳-60分子是有史以来最大的对象,但它们仍然比真正的宏观物体小15级数量级。在寻求建立何时以及如何以及如何以及如何突破,古典物理接管,arndt和同事计划用较大的大分子重复他们的实验,并且可能是病毒。

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