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女物理學家用量子技術遠程制造出第五種物質狀態

2020-05-26
來源:21ic中國電子網

據國外媒體報道,在新冠病毒疫情隔離期間,英國一位物理學家在自家客廳利用量子技術遠程控制實驗室設備,制造出了第五種物質狀態。

Amruta Gadge博士是英國蘇塞克斯大學數學與物理科學學院的物理學家,她制造的是名為“玻色-愛因斯坦凝聚”(Bose-Einstein Condensate,簡稱BEC)的物質狀態。這是玻色子原子在冷卻到接近絕對零度所呈現出的一種氣態的、超流性的物質狀態。在這種狀態下,極低溫的原子聚集在一起,表現得如同一個單一的實體。


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在疫情隔離期間,Gadge博士只能在離實驗室約三公里外的自家起居室里工作,但她還是用電腦控制激光和無線電波,創造出了玻色-愛因斯坦凝聚。劍橋大學量子系的研究人員認為,這是第一次有人通過遠程操作,在之前從未制造過玻色-愛因斯坦凝聚的實驗室里制造出了這種物質狀態。

這一成就或許能為使用計算機遠程操作量子技術提供啟發,比如在太空或水下等難以接近的環境中。利用量子物理中鬼魅般的超距效應,量子技術可以極大地加快信息處理的速度,從而開發出地球上最強大的計算機。

“我們都非常興奮,因為我們可以在隔離期間,以及未來任何可能的隔離情況下,采用遠程方式繼續進行實驗,”蘇塞克斯大學實驗物理學教授彼得·克魯格(Peter Kruger)說,“增強遠程實驗室控制的能力,對于研究在太空、地下、潛艇以及極端天氣下難以接近的環境中操作量子技術而言,有著重大意義?!?/p>

玻色-愛因斯坦凝聚是繼固態、液態、氣態和等離子態(當氣體中的原子電離時產生的)之后的第五種物質狀態。20世紀20年代中期,阿爾伯特·愛因斯坦和印度物理學家薩特延德拉·納特·玻色(Satyendra Nath Bose)預言,量子力學可以迫使大量粒子表現出單個粒子的行為,這開啟了對所謂“第五物質”的研究。


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