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或將成為近年來量子效應最奇異的實驗之一

 改自科學網
量子理論認為，可以使用被認為存在於量子真空中的“虛擬粒子”來製造可見的光子，但該理論一直未獲實驗證實。據美國PhysOrg.com2011年6月6日報導，最近，瑞典物理學家稱，他們運用特製的設備，在“什麼都沒有”的真空中製造出了可見的光線。如果該實驗獲得證實，將是近年來量子效應最奇異的實驗證據之一，同時也是一個“意義重大的里程碑”。該研究論文已發表在物理學界著名的電子期刊預印本網站arXiv.org上。
 
量子理論認為，真空實際上是一片不停波動的能量之海，粒子在其中和萬物之間來回轉化。這些粒子稍縱即逝，因此常被認為是“虛擬粒子”。然而，它們擁有切實的量子效應。
 
例如，如果兩個鏡子被極端接近地放置在一起，能夠存在於其間的“虛擬”光粒子（光子）的數量是有限的。這意味著更多虛擬光子存在於鏡子之外而非鏡子之間，它們會創造出一種卡什米爾力(Casimir effect)，讓這兩面鏡子緊緊依附在一起。卡什米爾力最初由荷蘭的亨裏克•卡什米爾(Hendrik B. G. Casimir)於1948年提出，其不能在經典物理範疇內得到解釋，是一個純粹的量子效應。
 
幾十年前，理論學家們就預言：一塊快速移動的鏡子也能產生同樣的效應。該理論認為，一塊鏡子能從落在其表面上的“虛擬”光子那兒獲得能量，接著，像真實的光子一樣重新發出這些能量。不過，只有當運動的鏡子以非常接近光速的速度通過真空時才會出現這種效應，但普通的機械裝置很難做到這一點。
 
瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology in Gothenburg, Sweden)的物理學家佩爾•德爾辛和其同事使用一塊名為超導量子干涉儀（SQUID）的裝置巧妙地避開了這個問題，SQUID是用於測量極端微弱信號（例如人體電磁場的微弱變化）的設備，該設備對磁場相當敏感。
 
他們製造出了一塊超導電路並將SQUID放置其中，SQUID扮演鏡子的角色，通過 SQUID的磁場會讓這面“鏡子”輕微移動，每秒幾十億次地改變磁場的方向，“鏡子”的“擺動”速度會達到光速的5%，此時研究團隊觀察到，一大片震動的微波光子如天女散花般從真空中“落下”。進一步分析後發現，正如量子效應以前所預測的那樣，光子的頻率幾乎是其“擺動”鏡子頻率的一半。
 
同樣從事量子效應研究的美國哈佛大學(Harvard University)物理學家費德里克•卡帕索(Federico Capasso)表示，這是一個非常重要的進步。儘管該效應因其無法產生大量的光子而目前沒有實際用途，但卻能很好地演示量子效應。未來，一塊運動的金屬會從真空中製造出可探測的光線。

PhysOrg.com原文報導
Researchers create light from 'almost nothing'
June 6, 2011 by Bob Yirka

arXiv.org > quant-ph原文論文
Observation of the Dynamical Casimir Effect in a Superconducting Circuit
arXiv:1105.4714v1
Submitted on 24 May 2011
C.M. Wilson, G. Johansson, A. Pourkabirian, J.R. Johansson, T. Duty, F. Nori, P. Delsing




在台大物理上過實驗物理、基物實驗的人一定都認識SQUID超導量子干涉儀, 同時它的另一個意思指的就是上圖的生物
圖片引自http://animals.howstuffworks.com/marine-life/squid1.htm