共振隧道效应使用原子系统探测最小长度的一种可能方法

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中国科学院合肥物质科学研究院杨勇研究员领导的研究小组揭示了一种显着的跨越双势垒的量子隧道现象。他们发现量子隧道效应在低温下占主导地位,并且在高达约 600 K 的温度下继续发挥重要作用。

杨教授说:“这是跨越双势垒的量子粒子动力学的重要进展,为基于原子系统的超高精度测量开辟了可能的途径。”

研究结果发表在《物理评论研究》上。

真实空间是无限可分的吗?在宏观世界中,答案肯定是“是”,因为日常经验,例如观察水流或自由落体物体,总是给人留下连续轨迹的印象。在量子世界中,情况发生了巨大的变化。在试图将量子力学与引力统一的理论中,预测了一个最小长度,并且通常取为普朗克长度(lP),约为10 -35 m。

在这项工作中,研究人员研究了通过双势垒的量子隧道效应,并得到了一个定理,表明如果两个势垒之间的距离可以连续变化,即如果真实空间是连续体,则入射粒子可以完全穿透任意大的双势垒,只需简单地调整势垒-势垒分离。这种现象称为共振隧道效应(RT)。如果确实存在非零最小长度,则当势垒高度超过特定值时,共振隧道效应就会停止。理论分析表明,量子粒子的 RT 概率关键取决于两个势垒之间的距离。

这项工作揭示了量子隧道效应与量子引力理论之间的深层联系,并为超高精度测量开辟了一条可能的途径,从而测试最小长度的存在。

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