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量子技术实现穿墙术,理论是否可行

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量子技术实现穿墙术,理论是否可行

雪花又一年 2018-05-15 09:48:37 浏览265 评论0

摘要: 在中国古代传说故事中,崂山道士经过特殊修炼,就具有穿墙的特异功能,轻松穿墙而过。现实中能否实现还要靠量子技术 为量子? 量子(quantum)是微观物理学或称高能物理学里面的重要概念。说是微观物理学,是因为人眼分辨率0.1-0.2毫米;光学显微镜:0.2微米;电子显微镜:0.2纳米。

在中国古代传说故事中,崂山道士经过特殊修炼,就具有穿墙的特异功能,轻松穿墙而过。现实中能否实现还要靠量子技术

量子技术实现穿墙术,理论是否可行

为量子?

量子(quantum)是微观物理学或称高能物理学里面的重要概念。说是微观物理学,是因为人眼分辨率0.1-0.2毫米;光学显微镜:0.2微米;电子显微镜:0.2纳米。1978年,一种新的物理探测系统—— “扫描隧道显微镜”已被德国学者宾尼格和瑞士学者罗雷尔系统地论证了,并于1982年制造成功,其分辨率高达0.1埃米,即10-^11米,可以直接分辨出单个的原子。因原子直径是10-^10米。说是高能物理学,是因为所研究的对象都是高速运动具备高能量的微观粒子。

稍有消防知识的人都知道,在超高压的水枪的喷射下,消防枪的水就连铁板都能够穿透而过,更何况是在量子状态下的量子可以穿墙而过,关键之处在于:如何将人化成量子态…

量子技术实现穿墙术,理论是否可行

首先我们要知道一个概念,什么是量子隧道效应

举例来说,在经典物理世界,如果要从山的一头到山的另一头,唯一的办法就是翻越山头,即爬上山坡这边到山顶,然后从另一侧山坡下去到另一侧山脚。但是,在量子物理世界,如果我们需要搬运的物体具有量子效应,那么它完全可以就像在山脚下打穿一个隧道一样,直接从山脚下隧穿到另一头,并不需要付出能量的代价去翻越山头。在物理里面,这座山,就是所谓的“势垒”,即阻碍粒子运动的能量障碍。微观量子隧穿势垒的过程又称之为“量子隧道效应”。

量子隧道效应是真实存在的。其基本原理可以形象地用量子随机性来解释:微观粒子在一个确切空间位置出现是具有一定概率的,在某一时刻,粒子位于山这头A位置,在下一个时刻,粒子就可能位于山那头B位置,就好像从A到B打通了一条无形的隧道,但这并不是实际的粒子运动轨道。粒子在B位置出现的概率是和势垒的大小有关的,势垒越小则概率越大。

量子技术实现穿墙术,理论是否可行

利用量子隧道效应,可以实现扫描隧道显微镜,它主要就是利用一个极小的针尖,最头上只有一个或数个原子,当足够靠近材料表面但不发生直接接触时,材料表面的电子就会克服势垒隧穿到针尖上,从而形成隧道电流,再经过电路放大就成为测量信号,隧穿电流的大小和针尖到材料表面的距离成反相关,和材料表面电子密度正相关,利用这个基本原理就可以“感应”出材料表面电子/原子分布。

利用半导体量子隧道效应做的半导体隧道结是半导体二极管的基本原理,如今已经成为现代半导体技术的核心。利用超导体量子隧道效应做成约瑟夫森结,具有非常灵敏的磁响应,也是超导量子比特的基本单元之一,可以做世界上最灵敏的磁探测仪——超导量子干涉仪,和世界上最快的计算机——超导量子计算机。

如上的几个例子已用实践证实了量子隧道效应的存在。那么,利用特殊的量子技术,可否让整个人也穿墙而过呢?这是一个很美好的愿望。

量子技术实现穿墙术,理论是否可行

有人说,量子力学是二十世纪物理学的里程碑,是现代科学的基础,推动了科技的进步。

科幻电影中把人解体成亚原子粒子穿越虫洞再复原,也是一种“穿越”的方式。如果我们把人分解成微观粒子,让粒子们纷纷穿墙而过,到另一侧在“组装”起来成为原先的人,是否可能?答案是这只能存在于幻想之中。

原因很简单,我们的宏观世界并不是微观粒子“搭积木”似的拼装出来的。物理学中有个重要的原理,叫做层展现象,或者说1+1>>2。一组微观粒子的行为,是无法用单个微观粒子一一叠加得到的,因为粒子和粒子之间还存在复杂的相互作用。对于一个人体这么庞大的宏观物体来说,拥有的粒子数目是海量的,粒子之间的相互作用是非常复杂的,远远超越了我们能够控制的范围。

即使我们把人打成一堆无相互作用的微观粒子,即使非常艰难地保证每一个粒子都能穿墙而过,我们也没有能力按照原先的粒子相互作用方式,把它们恢复到原样。


原文发布时间为:2018-02-01
本文作者:菜叶奇闻
本文来源:今日头条,如需转载请联系原作者。

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