量子隧穿现象被发现,最坚硬的屏障也无法抵挡,物理学家感到头疼

奇点使者

发布时间:19-11-0309:03

平时在影视作品中,我们经常可以看到拥有超能力的人能够穿墙而过,不过放到现实里,如果我们走着走着面前出现了一堵墙,或者出现了一座大山,那么我们或者是爬墙、爬山,或者是绕路,想要直接穿过去,是根本不可能的事情。可是如果从物理学的角度来分析,科学家们通过最近观察到的量子隧穿现象,倒是可以在未来让科幻照进现实。

其实量子隧穿现象对于物理学家们来说,并不是什么新鲜的名词了,早在上世纪20年代的时候,就有一位物理学家在研究分子光谱的时候,发现了偶对称的量子与奇对称的量子之间,一旦发生量子叠加现象,那么就会引起非常强大的非定常波包,这个现象当时被称作双阱位势,简单来说,就是量子叠加后所产生的的能量可以穿越中间的障碍,并且还可以反反复复的上演这个现象。不过因为当时的科技不成熟,很多问题都没有得到解答。

不久,著名物理学家伽莫夫发明了关于量子隧穿现象的论文,他认为这一切都与粒子有关,当粒子逃脱原子核的束缚后,就可以穿越原子核,伽莫夫通过大量实验证实了量子隧穿现象,并且还依照薛定谔方程推算出了著名的盖革-努塔尔定律。后世的科学家们在伽莫夫的基础上,又不断通过实验分析来逐步完善量子隧穿概念,并且多名物理学家因此获得了诺贝尔物理学奖。

那么,研究量子隧穿对于人类又有哪些作用呢?最直观的概念之一是,即使是普通人,也可以轻松掌握“穿墙术”,举个例子来说,我们都知道物体砸到墙上,一般都会在力的作用下发生反弹,可是如果我们通过科技手段,将这个物体缩小到基本粒子的大小,那么整个世界对于这个物体来说,再也没有阻碍,只要它想,它可以随意穿过任何一个地方。

因此,当人类未来可以实现体内所有的原子、电子等物质同时发生隧穿现象,那么我们就能够轻松穿墙而过。此外,一些人认为当人类成功实现量子隧穿之后,我们在宇宙中便可以来去自如,而且很有可能因为不再受任何阻挡,人类的速度会超光速飞行,不过根据爱因斯坦的《相对论》,宇宙中是不存在超光速的,因此,量子隧穿或许并不能带人类去往更远的地方。

很重要的一个原因是,量子的世界里并没有规律可循,很多实验也都是根据概率得来的,比方说人类如果未来将通过量子隧穿来掌握穿墙而过的本领,那么就需要在墙的面前尝试无数遍,直到其中某一次成功。

那么,物理学家研究量子隧穿又有何意义呢?对于物理学家来说,通过实验证明了量子隧穿的过程是即时的,不存在任何的延迟,这对于量子计算机领域来说,无疑是一个天大的好消息,通过量子隧穿,科学家们可以完美的解决各项量子计算机中出现的问题。

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