世界真的只是一堆可能性？科学家首次拍到粒子和波相互转化的场景
下一步他们要研究中子星物质。
锂原子身上呈现出的波粒二象性。Joris Verstraten等
据悉最近一些法国科学家通过一种特殊的技术，破天荒地拍到了量子微观世界中粒子和波相互转化的奇妙场景。
在他们公布的照片中，有许多红色的小点，它们是锂原子。而在这些锂原子的周围，还包裹着一个模糊的不规则的晕。研究人员称，这个晕就是粒子转化而成的波。他们试图通过这张照片向人们展示量子力学中的一个基本概念——即所有微观粒子都具有波粒二象性。
量子力学认为，所有粒子其实都是存在于空间中的一堆可能性的波，只有来自外部世界的观测，才会导致其坍缩成为粒子。这或许意味着所有物质其本质也只是空间中的一堆可能性。
虽然反常识，但科学家确实已在实验中目睹了量子世界里的诸多古怪特性。
为了拍摄粒子的波粒二象性，物理学家通过光子轰击，削减锂原子的动能，冷却到接近绝对零度，然后将它们囚禁在晶格中。
完成这些工作后，研究人员周期性地打开和关闭晶格，将原子们反复地从接近粒子的状态中释放出来，使之展示出波的特性，然后再让它们返回接近粒子的状态。
随着锂原子状态的反复切换，其发出的光子被一台显微摄影机记录下来，最终生成了这些由清晰点状粒子和模糊的波组成的奇特影像。
研究人员称这张照片只是一次简单的演示。下一步他们打算用此技术对那些人们知之甚少的强相互作用粒子系统进行研究，增进对奇异物质状态的认识。例如极端致密的中子星物质，以及据信在宇宙大爆炸后不久出现过的夸克-胶子电浆等。
相关论文已提交arXiv网站，但尚未经同行评议。
参考
In-situ Imaging of a Single-Atom Wave Packet in Continuous Space
https://arxiv.org/abs/2404.05699
“星空天文”主题笔记本
星空天文
88 购买