00:00 / 16:13
连播
清屏
智能
倍速
点赞278
00:00 / 08:24
连播
清屏
智能
倍速
点赞7114
00:00 / 09:25
连播
清屏
智能
倍速
点赞1
- 量子真空的本质:量子力学(特别是量子场论)表明,真空并非绝对虚无(这一概念曾被希腊哲学家讨论过),而是充满了光场和物质场的量子涨落(即真空波动)。这些涨落导致光子和大质量粒子不断涌现和消失,源于海森堡测不准原理的结果。 - 历史与重要性:尽管在量子力学创立初期,这些波动未受到足够重视,但现代物理学揭示其广泛影响。例如:    - 它们导致原子谱线的微小移动(如兰姆位移)。    - 可能促成黑洞蒸发(霍金辐射)和宇宙大爆炸后的大规模结构形成。 - 研究挑战:在实验室环境中,以高时间精度控制这些真空波动一直极具挑战性,因为虚光子的时间尺度极短(通常在飞秒或更小级别)。 2. 核心成就和研究目标 - 主要突破:科学家首次实现了对量子真空本身的显著改变。具体而言,他们创造了一种结构,使光场与电子之间的相互作用强度达到前所未有的水平,从而直接操控了真空涨落。 - 研究目的:旨在提高对“虚无本质”(即空间本身的真空)的理解,并为利用真空涨落开发新型光子学技术铺平道路。研究成果发表在顶级期刊《自然光子学》上。 3. 实验方法和设计 - 特殊结构设计:研究团队开发了一种定制的半导体结构,其中电子与一个为太赫兹光谱范围(terahertz range)设计的微型天线光场实现了极强的耦合。这种设计显著增强了真空波动,即使在完全黑暗的条件下,也大幅增加了虚光子的存在。 - 关键操作:使用极短的光脉冲(时间尺度为十万亿分之一秒,即飞秒级别)来快速中断光场与电子的耦合。这一中断速度比虚光子的典型振荡周期快十倍以上(即切换发生在亚周期时间尺度)。 - 实验过程:研究人员首先验证了开关功能的完美工作,然后通过高级实验观察了切换过程中的电磁场行为。 4. 关键发现和观察结果 - 真空态崩溃的证据:在中断耦合的过程中,观察到电磁场发出一种“振铃”(ringing)现象,即有趣的振荡模式。这些振荡表明量子真空态崩溃,证明了真空涨落被直接扰动。 - 时间尺度控制:通过定制理论分析,确认了这种切换发生在极短时间(十万亿分之一秒内),且虚光子的数量达到创纪录水平。这提供了对微弱零点波动的子周期控制(即对真空场的高精度操控)。 - 直接证据:虽然研究未直接探测到虚光子的涌现,但振荡现象被视为真空波动崩溃的间接证据,为未来实验奠定了基础。
00:00 / 04:10
连播
清屏
智能
倍速
点赞6
00:00 / 03:08
连播
清屏
智能
倍速
点赞1876
00:00 / 07:27
连播
清屏
智能
倍速
点赞607
00:00 / 01:31
连播
清屏
智能
倍速
点赞35
00:00 / 09:25
连播
清屏
智能
倍速
点赞8