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看板 Gossiping
作者 標題 [爆卦] 可繞開測不準定理的原子顯微鏡
時間 Thu Oct 22 19:47:22 2026
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/12rn-rlg8
Phase-Space Microscopes for Quantum Gases: Imaging Conjugate Variables and Momentum-Weighted Densities | Phys. Rev. Lett.
![[圖]]()
A new method lets quantum gas microscopes measure not only where atoms are but also how they move. ...
![[圖]](https://cdn.journals.aps.org/journals/PRL/key_images/10.1103/12rn-rlg8.png)
透過對超冷原子氣體中的單原子進行成像
量子氣體顯微鏡已成為研究量子力學不可或缺的工具
然而因為海森堡測不準原理的限制(粒子動量和位置的不確定值乘積必定大於約化普朗克
常數的一半)
觀察者不可能同時確定粒子的位置和動量
傳統的量子氣體顯微鏡用雷射照射原子團的運動並拍照
再從照片的空間分佈得到原子的動量空間分佈
此方法雖能確定原子動量但也會完全丟失原子位置資訊
觀察者無法得知原子原本待在晶格的哪個格點
此外每次量測都得破壞系統(將超冷氣體雲徹底吹散後重新冷凝和製備量子態)
劍橋大學Nigel Cooper的新技術能同時觀測原子動量和位置卻不違反測不準原理
－首先用拉曼脈衝將原子動量資訊編碼進自旋
接著顯微鏡以極高空間解析度拍下原子位置與自旋
這時動量資訊會在此位置的自旋方向上展現
顯微鏡拍到的不是具有確切位置和動量的無限小質點
而是相空間的模糊波包
這讓位置與動量能共同分擔零點能雜訊(量子漲落)
－付出"位置和動量被加上測不準原理允許的最小模糊度”的代價
卻能同時測量位置和動量
接著重新製備相同量子態
重複實驗數千次並對同位置的自旋結果進行統計平均
也就是放棄測量單次動量值
轉而提取特定位置的平均速度與動能
－測不準原理限制的是在同量子態上單次量測中同時獲得精確動量和位置
但它不禁止測量大量同量子態在位置上的平均動量
因此這在量子力學中完全合法且不違反任何定理
這項突破讓物理學家從此不需要在位置和動量之間做出痛苦抉擇
新方法只需觀察靜止的原子
不需要移動原子
在幾微秒內就能完成編碼並直接觀察同晶格的格點
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 223.138.210.190 (臺灣)
※ 作者: jackliao1990 2026-10-22 19:47:22
※ 文章代碼(AID): #1gsVVCjT (Gossiping)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Gossiping/M.1792669644.A.B5D.html
推 : 沒空==1F 101.10.165.225 台灣 10/22 19:47
推 : 沒空2F 36.231.98.91 台灣 10/22 19:47
推 : 嗯嗯這樣啊3F 124.218.16.68 台灣 10/22 19:47
推 : 太早4F 39.15.9.123 台灣 10/22 19:47
噓 : 然後呢? 有比明天放不放假重要嗎5F 180.177.38.175 台灣 10/22 19:47
推 : 跟大家想得一樣6F 111.254.212.120 台灣 10/22 19:48
推 : 我問gpt也懂7F 61.230.37.16 台灣 10/22 19:48
推 : 確實8F 114.136.202.16 台灣 10/22 19:48
推 : yo叔早就繞過了9F 39.12.24.101 台灣 10/22 19:48
推 : 真假好猛 所以有放假嗎10F 111.248.234.53 台灣 10/22 19:48
推 : 繞過11F 27.51.41.152 台灣 10/22 19:48
推 : 蒸督甲督 好神奇哦12F 223.140.163.126 台灣 10/22 19:48
※ 編輯: jackliao1990 (223.138.210.190 臺灣), 10/22/2026 19:49:20推 : 樓下：跟我想得一樣13F 122.118.130.129 台灣 10/22 19:49
→ : 沒空啦颱風14F 223.140.112.165 台灣 10/22 19:49
噓 : 認真說 沒空15F 111.71.214.192 台灣 10/22 19:50
推 : 好的，英國研究16F 42.73.13.81 台灣 10/22 19:50
→ : 知道了 跪安吧17F 1.161.4.29 台灣 10/22 19:50
→ : 我岳父不知道領先幾十年的技術了18F 220.137.4.14 台灣 10/22 19:51
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推 : 所以放不放啦20F 49.216.104.32 台灣 10/22 19:51
推 : 嗯嗯跟我想的一樣21F 27.53.113.106 台灣 10/22 19:51
推 : 學廢了22F 141.8.127.196 馬爾他 10/22 19:52
推 : 每次測試的東西是可以平均的噢23F 42.79.150.254 台灣 10/22 19:52
推 : 來問yo叔可以提早十年繞過24F 101.12.149.40 台灣 10/22 19:53
推 : 跟我想的一樣，但現在沒空25F 211.22.212.145 台灣 10/22 19:53
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推 : 我看起來像愛因斯坦波爾海森堡嗎27F 223.140.248.7 台灣 10/22 19:54
→ : 真有辦法做到嗎 這樣不也是觀測嗎28F 1.34.243.108 台灣 10/22 19:54
推 : 每次突破都好像在鑽法律漏洞 熱力學那29F 111.248.234.53 台灣 10/22 19:56
→ : 邊也常常這樣
→ : 邊也常常這樣
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