多倫多大學的一組研究人員找到了一種方法來測量量子隧穿發(fā)生的時間。該小組在《自然》雜志上發(fā)表的論文中描述了他們進行的實驗以及在嘗試測量在某些情況下量子隧穿需要多長時間時發(fā)現(xiàn)的結(jié)果。

從某種意義上說，量子隧穿很簡單-盡管缺乏能量，但這種現(xiàn)象仍使粒子穿過能壘。科學家們并不真正知道它是如何工作的，但是無論如何它都找到了用途，例如制造掃描隧道顯微鏡。在過去的一個世紀里，物理學家一直在爭論量子隧穿的一個因素是粒子通過能量屏障需要多少時間。

回答這個問題的困難在于時間本身的定義，以及它如何應(yīng)用于量子隧道。在這項新工作中，研究人員采用了一種簡化的方法來測量一種類型的粒子(a原子)穿過一種非常特殊的能量屏障(激光束)所花費的時間。在他們的實驗中，“時鐘”是所用the原子的自旋-由于自旋的持續(xù)時間是已知的量，因此可以通過測量在經(jīng)受測試(例如通過)時發(fā)生了多少自旋來將它們用作時鐘。激光束。因此，研究人員所要做的就是在原子進入光束之前注意原子的自旋狀態(tài)，然后在退出時再次進行測量。

該計劃的執(zhí)行包括使用激光束捕獲a原子云，然后使用相同的激光束將原子移動到另一個激光束的路徑中，并在第二束激光的任一側(cè)測量其自旋。為了更容易測量原子的自旋，研究人員首先將云超冷，然后再將其發(fā)送通過能壘。對自旋變化的測量表明，隧穿花費了大約0.62毫秒。

在進一步的研究中，研究人員希望了解更多原子穿過障礙物的軌跡-他們還指出，一些理論認為粒子能夠穿過障礙物而從未穿過其內(nèi)部。