鉆石將在華威大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的新項目中揭示量子奧秘
指南者留學(xué)
2022-08-03 15:40:35
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<li class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnoQgQGg0YQmuIIH8oDsC6xd" data-list="bullet">
<div><span class="p">來自華威大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院的一組物理學(xué)家從科學(xué)技術(shù)設(shè)施委員會獲得了50萬英鎊的資金,使鉆石同時存在于兩個地方的疊加中。</span></div>
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<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn2a4CkqYC6uuuAOMjpDLAy9" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
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<li class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnKOiEW8gGIe0yiahr72wgZb" data-list="bullet">
<div><span class="p">科學(xué)家們正在測試大于原子和分子的物體是否可以以量子疊加態(tài)存在。</span></div>
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<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcncm2wYasSAcuOkFfsycxNNg" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
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<li class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnSi2CCKQ8Q8SYmePXwkyquf" data-list="bullet">
<div><span class="p">可以為量子計算和量子傳感帶來新的見解</span></div>
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<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcniq2kQK0kW4oeYeUYB2axEz" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="image-uploaded gallery old-record-id-doxcnqaWqGQ4mUQeyiqkIRpnRue" style="text-align: justify;" data-type="image" data-ace-gallery-json="{"items":[{"uuid":"1c3e5479-8111-4b48-983c-0c9690add7de","height":262,"width":400,"currHeight":262,"currWidth":400,"natrualHeight":262,"natrualWidth":400,"pluginName":"imageUpload","scale":1,"src":"https%3A%2F%2Finternal-api-drive-stream.feishu.cn%2Fspace%2Fapi%2Fbox%2Fstream%2Fdownload%2Fall%2FboxcnNAEAIv3zkOsC0oS8NPK5sg%2F%3Fmount_node_token%3DdoxcnqaWqGQ4mUQeyiqkIRpnRue%26mount_point%3Ddocx_image","file_token":"boxcnNAEAIv3zkOsC0oS8NPK5sg","image_type":"image/jpeg","size":14998,"comments":[]}]}"><span class="p"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1659598815697/1659598815697.png" width="400" height="262" /></span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnCc2mS0ugWCMSWmYQQtq06g" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn6mMQWEAgEkmaWYlXpOHhGs" style="text-align: justify;"><span class="p">華威大學(xué)和倫敦大學(xué)學(xué)院(University of Warwick)和倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)的一個新項目旨在通過嘗試使鉆石同時存在于兩個地方的疊加態(tài)中來回答量子物理學(xué)的一個基本問題。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneeAYeWo0mG4AUVoBK4Mq5e" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnsGiIK2mA8qYKYvQg3Pf8Hd" style="text-align: justify;"><span class="p">這項雄心勃勃的實驗有朝一日可能會通過一種由倫敦大學(xué)學(xué)院,沃里克大學(xué)和許多其他大學(xué)的研究人員團(tuán)隊在聯(lián)合工作中開創(chuàng)的方法,導(dǎo)致對引力量子性質(zhì)的長期追捧測試。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn8SgquU0I8SgSO6JNnGV9vb" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnageciEeIEiYSqcP2zePUah" style="text-align: justify;"><span class="p">該項目是由科學(xué)和技術(shù)設(shè)施委員會從其基礎(chǔ)物理學(xué)量子技術(shù)計劃中獲得500,000英鎊的贈款實現(xiàn)的。十七個新項目將解決量子技術(shù)的基本研究問題 - 從反物質(zhì)引力的探索到暗物質(zhì)探測。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnCgIS4Woa8sEoGQVQnzIene" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnGuw0YAM2O4w0wpYDWilSXc" style="text-align: justify;"><span class="p">英國研究與創(chuàng)新(UKRI)正在為此投入600萬英鎊,并支持其現(xiàn)有的基礎(chǔ)物理學(xué)量子技術(shù)(QTFP)計劃。該計劃由科學(xué)技術(shù)設(shè)施委員會(STFC)和工程和物理科學(xué)研究委員會(EPSRC)聯(lián)合資助。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnAGOomqcE40uIOUvmRKNjac" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnIOqoImCq6WyWkfiaPjePhp" style="text-align: justify;"><span class="p">量子力學(xué)允許一個物體,無論多么大,都可以被描述為同時存在于不同的地方。這稱為空間疊加。盡管量子力學(xué)的疊加原理是違反直覺的,并且與我們的日常經(jīng)驗直接沖突,但它已經(jīng)使用原子和分子進(jìn)行了實驗驗證。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcneeQS4skcyCKGUhMLiyz8kh" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnIoMawsUSWmU4w7iIlcRcfj" style="text-align: justify;"><span class="p">華威大學(xué)的物理學(xué)家將使用微小的合成鉆石,稱為納米金剛石,其直徑僅為一微米,以探索較大的物體是否可以表現(xiàn)出量子行為。研究人員將與Element Six(<a href="http://www.e6.com/" target="_blank" rel="noopener">www.e6.com</a>)和卡迪夫大學(xué)的合作者合作,制造具有單個精確缺陷的納米金剛石。鉆石高度規(guī)則結(jié)構(gòu)中的這種缺陷稱為氮空位中心(NVC)。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnAoi44ysiuOoYyBOHWAZISg" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnaOm2YUY6cWQS06QGn57ufc" style="text-align: justify;"><span class="p">NVC具有一種有用的磁性量子特性,稱為“自旋”。自旋可以被描述為同時處于自旋上升狀態(tài),自旋下降狀態(tài)或兩種狀態(tài)的量子疊加態(tài)。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn8WeE4m6EAS08tCjQug6pms" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnqQEG2uaCYw0YG8yJdvfXoh" style="text-align: justify;"><span class="p">嵌入納米金剛石中的自旋將被微波的外部脈沖置于這種疊加狀態(tài)。沃里克團(tuán)隊在這種技術(shù)上得到了很好的實踐,而UCL團(tuán)隊則參與了基礎(chǔ)理論的提出。然而,對于這個項目,他們也會嘗試在納米金剛石被磁懸浮并且能夠長距離自由移動時做到這一點。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnam0q2QEGkUC0k1MVKdg4hh" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnMSsIaAiciOsKgEFFjlN4eJ" style="text-align: justify;"><span class="p">研究人員認(rèn)為,使用這種實驗設(shè)置,納米金剛石將進(jìn)入一個以相反方向移動的疊加態(tài),對應(yīng)于其自旋態(tài)的疊加 - 因此同時處于兩個地方的疊加態(tài)。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn0SCEmwe00OqyQD65mScNlf" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnuSY2YgkuqKi463VLSoedUe" style="text-align: justify;"><span class="p">鉆石中的氮空位中心是多種量子技術(shù)的強(qiáng)大平臺,包括量子計算,量子通信和量子傳感。科學(xué)家們預(yù)計,他們在這個項目中的工作將推進(jìn)這些量子技術(shù),并應(yīng)導(dǎo)致一類基于疊加懸浮納米金剛石的新型更靈敏的傳感器。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcng2SaAIUoC8w0Ea737Lvih0" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnGuEw2WqUAG6IcHwz0TsH0g" style="text-align: justify;"><span class="p"><strong>沃里克物理系的Gavin Morley博士說:</strong>“量子力學(xué)很好地描述了原子和分子,但是更大的事物呢?該項目有一個雄心勃勃的目標(biāo),即測試由超過一百萬倍的原子組成的懸浮納米金剛石是否可以顯示這種量子行為。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcn0YgSKS0UIi0sGmgjXYAf5b" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnMa8kWQEqKCQm4VLQe7bqkh" style="text-align: justify;"><span class="p">“量子力學(xué)和廣義相對論是我們對物理世界的最佳解釋,但對我來說,了解如何使它們協(xié)同工作是物理學(xué)中最有趣的問題。懸浮的納米金剛石為最終進(jìn)行實驗提供了一條途徑,可以解開這個深刻的難題。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnIAMCQCUas0Eusxb9LufLzh" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnaW0CYWAcOeGaaWA9ubHvTe" style="text-align: justify;"><span class="p"><strong>倫敦大學(xué)學(xué)院的Sougato Bose教授說:</strong>“我們很高興這為我們提供了一個機(jī)會,讓我們邁出量子疊加的第一步,晶體的'這里'和'那里',這最終將為測試引力的量子本質(zhì)鋪平道路。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnumsCCmgmiuImInwl4cbIhf" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnW00aaQEoyOI00kecKklCdh" style="text-align: justify;"><span class="p"><strong>STFC項目執(zhí)行主任Grahame Blair教授說:</strong>“這組新的項目應(yīng)該為我們利用量子計算,成像,傳感和模擬等尖端量子技術(shù)對宇宙的理解做出寶貴貢獻(xiàn)。</span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnEe0yK0WYUsqweka5KkNoBd" style="text-align: justify;"><span class="p"> </span></div>
<div class="ace-line ace-line old-record-id-doxcnAoEq0kiks8yCqQfILkmLRd" style="text-align: justify;"><span class="p">新的贈款繼續(xù)支持英國研究界探索量子技術(shù)在基礎(chǔ)科學(xué)方面的應(yīng)用的多樣性 - 從中微子質(zhì)量研究到尋找違反自然界基本對稱性的研究。</span></div>
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