利用纳米粒子薛定谔猫态探索量子力学

量子叠加原理是物理学的基石,也是众多量子技术的核心。然而由于我们无法在日常宏观尺度上观测到其关键特征,它至今仍常被视为反直觉的理论。这引发了一个引人深思的问题:当物体尺寸和复杂度增加时,量子特性如何保持或改变?物质波干涉实验为这个问题提供了范式化的验证手段——实验中单个质量粒子的运动呈现非定域性,必须用远大于粒子自身尺度的波函数来描述。本研究团队开发的新型实验平台,首次将物质波干涉拓展到质量与尺寸跨度极大的全新材料类别。具体而言,该研究展示了含原子数超过7,000个、质量超过170,000道尔顿的钠纳米粒子的量子干涉现象。这些粒子以宏观性指标μ=15.5的“薛定谔猫态”传播,比以往所有实验高出一个数量级,并为薛定谔方程的宏观实在论修正模型提供了迄今最严格的排除限。

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