澳大利亞科學家製造出世界zui的“尺子”

澳大利亞(ya) 科學家製造出世界zui的“尺子”
       今後，不要嚐試告訴一名量子物理學家足夠近就已經足夠好。據相關(guan) 2007年月27日報道，澳大利亞(ya) 研究人員們(men) 發明了一種技術，以物理學定律所能允許的度進行了長度測量。

　　月5日研究小組在《自然》雜誌上發表的一篇論文公布了一種係統，即使用單個(ge) 光子（單個(ge) 光粒子）作為(wei) 測量精微距離的尺子。格裏菲斯大學量子動力學中心的喬(qiao) 夫.普裏德與(yu) 他的博士學生布雷登.黑金斯在實驗室中進行了這項實驗。量子動力學中心主任霍華德.威斯曼與(yu) 悉尼大學的斯蒂芬.巴特昨特博士和麥加裏大學的多米尼克.貝裏博士共同發明了這一理論。

　　普裏德使用單個(ge) 光子作為(wei) 工具，然後對每個(ge) 光子穿越樣品的次數進行測量。研究小組使用36個(ge) 光子進行了378次穿越，由此得出的長度測量結果的誤差還不到人頭毛絲(si) 的萬(wan) 分之一。

　　普裏德說，“這是一個(ge) 非常少量的光。我們(men) 掃描條形碼所使用的光子數量是十的十五次冪。甚至你家中的的DVD播放機中的暗淡光源也會(hui) 在一秒內(nei) 發射出數萬(wan) 億(yi) 個(ge) 光子”。威斯曼說，“數個(ge) 世紀以來測量長度和物體(ti) 特性的類似方法是幹涉測量法，即一種使用電磁射線的波，比如光波來測量的技術。這兩(liang) 項測量技術的關(guan) 鍵區別在於(yu) ，我們(men) 以一種方式獲得了海森堡測量不準原理允許範圍內(nei) 的光子每次穿越樣品時的信息。這就是說，這種測量方法可能是目前的測量方法，是以前從(cong) 未做過的。”

　　普裏德說，“我們(men) 使用了比以前所認為(wei) 的更少的光來進行測量。這一測量方法對諸如醫學研究之類的領域而言特別重要，因為(wei) 將光透過一個(ge) 生物樣體(ti) 可能會(hui) 破壞這一生物體(ti) 。”

我們(men) 為(wei) 何需要如此的測量呢？

　　普裏德說，“測量可以為(wei) 所有科學提供支撐，從(cong) 以往的曆史來看我們(men) 知道，測量的進步會(hui) 帶來意想不到的科學發現，從(cong) 而帶來新的技術和應用。舊的幹涉計告訴我們(men) ，地球不能穿越一種被稱之為(wei) ‘以太’的神秘物質，而事實上是穿越一個(ge) 真空。這zui終帶來了愛因斯坦相對論的誕生。我們(men) 並不知道這一新技術將把我們(men) 引向何方。”

　　研究小組的下一步研究目標是使用更多的單光子，獲得甚至更加的測量。普裏德說，“從(cong) 理論上講這是可能的。但是首先我們(men) 還需要克服幾個(ge) 技術障礙。”

量子物理學

　　在量子物理學的奇異世界中，一個(ge) 光子可以同時以兩(liang) 種不同的路徑抵達同一目的地。光子前往下一個(ge) 地點依賴於(yu) 兩(liang) 條路徑長度的差異性。假如一條路徑的長度是已知的，這使得科學家可以非常地測量另一條路徑的長度。

　　格裏菲斯大學進行的實驗的穎之處在於(yu) 使光子在測量前可以在路徑中折返許多次。這放大了路徑長度不同所帶來的影響。這一理論可以同時應用於(yu) 其它諸如速度、頻率和時間的測量。

　　這一技術結合了量子計算機研究（澳大利亞(ya) 量子計算機技術中心）、量子控製和量子通訊的概念。巴特利特說，“這是一個(ge) 結合不同方向研究取得新的和令人振奮研究成果的偉(wei) 大範例”。