以色列特拉維夫大學(xué)科研人員創(chuàng)造性地設(shè)計了一種大型機械系統(tǒng),可通過耦合擺系統(tǒng)的運動實現(xiàn)特殊“拓?fù)洹辈牧狭孔恿W(xué)現(xiàn)象的可視化。相關(guān)研究發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)上。
該項研究實現(xiàn)了量子力學(xué)的三個現(xiàn)象的可視化,分別為布洛赫振蕩、齊納隧道效應(yīng)以及拓?fù)浣橘|(zhì)中的波演化。研究人員觀測到了特殊“拓?fù)洹辈牧暇w內(nèi)的電子周期性地來回移動,符合布洛赫的預(yù)測。同時,分析了鐘擺運動并提取了動力學(xué)參數(shù),如分裂波兩部分的振幅之比(相當(dāng)于量子齊納隧道概率),其實驗結(jié)果與薛定諤方程的預(yù)測非常吻合。
該系統(tǒng)為實現(xiàn)更復(fù)雜條件下的量子力學(xué)現(xiàn)象可視化打開了思路,如噪聲和雜質(zhì)的影響、能量泄漏如何影響薛定諤方程中的波動力學(xué)等。通過控制實驗變量,擾動鐘擺運動,可以在該系統(tǒng)中輕松觀察到這些效果。
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