【卡城华人网】纳米级粒子“量子挤压”首次实现

>>返回【卡城华人网】主页

卡城新闻加国新闻即时新闻娱乐八卦最新科技读者文摘养生保健美食饮品居家生活音乐诗画艺术中心风筝专辑
房屋租赁求职招聘便民广告定居指南城市介绍房产动态留学移民华人故事教育话题财经信息精华旅游难得一笑

最新科技

卡城华人网信息中心

最新科技

纳米级粒子“量子挤压”首次实现

纳米级粒子“量子挤压”首次实现
【卡城华人网 www.calgarychina.ca】 2025-09-22 11:24

免责声明：本消息未经核实，不代表网站的立场、观点，如有侵权，请联系删除。

【卡城华人网】纳米级粒子“量子挤压”首次实现

科技日报北京9月21日电（记者张佳欣）据最新一期《科学》杂志报道，日本东京大学研究团队首次实现对纳米级粒子的“量子挤压”，即粒子运动的不确定性小于量子力学零点涨落。这一成果不仅为基础物理研究开辟了新路径，也有助推动未来高精度传感、自动驾驶及无GPS信号导航等技术发展。

　　宏观尺度的物理世界，从尘埃到行星，遵循的是牛顿在17世纪发现的经典力学定律。而微观世界则遵循量子力学规律，其中一个重要特征是“不确定性”。也就是说，测量的精度天生受到量子力学涨落的限制。例如，零点涨落就是被囚禁粒子在最低能量状态下，其位置和速度仍会存在的量子力学涨落。所谓量子挤压，是指通过特殊方法产生不确定性小于零点涨落的量子态。实现这种状态不仅对准确理解自然世界至关重要，也有助于开发下一代可能受量子现象影响的技术。

　　虽然量子力学已在光子、原子等微观粒子上得到充分验证，但在纳米尺度的大尺寸物体上仍存在未解之谜。研究人员表示，创造合适的实验条件一直是巨大挑战。

　　为此，团队选择了一种由玻璃制成的纳米级粒子，将其悬浮于真空环境中，并冷却至最低能量状态，从而降低其不确定性。在确保囚禁势场得到最佳调制后，他们释放粒子并测量其速度，再通过重复实验获得粒子在该势场下的速度分布。结果显示，当释放时机最佳时，速度分布比最低能量状态下的不确定性更窄，证明实现了量子挤压。

　　这一成果并非一蹴而就。团队在多年探索中克服了诸多技术难题，包括粒子悬浮带来的额外涨落以及实验环境的微小扰动等。最终，他们找到了能够稳定复现的条件，成功完成了量子挤压的验证。

　　这一悬浮纳米级粒子体系对环境极为敏感，是研究量子与经典力学过渡现象的理想平台，也为未来新型量子器件的研发奠定了基础。

【总编辑圈点】

　　这是量子操控领域的“一小步”，也是将量子力学从微观粒子层面拓展到纳米尺度的“一大步”。该技术为解决基础科学难题和开发革命性技术提供了平台。譬如在导航领域，基于量子挤压的高精度惯性导航系统，可摆脱对外部信号的依赖，大幅提升自动驾驶、深海探测和太空任务的定位精度与可靠性；在精密测量方面，其能显著提高原子钟、重力仪和磁场传感器的灵敏度，推动基础物理常数测量、暗物质搜索和早期宇宙研究；甚至在材料科学和生物医学领域，也能为开发新型传感器、单分子检测技术和靶向药物递送系统提供技术支撑。

来源：科技日报

编辑(Edit) 删除(Delete)

>>返回【卡城华人网】主页