一種新的不確定性原理認(rèn)為,，量子物體可同時(shí)處于兩個(gè)溫度，這類似于著名的“薛定諤的貓”思維實(shí)驗(yàn),，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,，一個(gè)帶有放射性元素的盒子里貓可能處于存活和死亡狀態(tài)。

新浪科技訊北京時(shí)間9月25日消息,，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,，著名的“薛定諤的貓”的思維實(shí)驗(yàn)暗示，放在盒子中的貓可能同時(shí)處于死亡和存活狀態(tài),，該怪異現(xiàn)象是一種重要量子力學(xué)結(jié)論,。

目前，英國(guó)?？巳卮髮W(xué)物理學(xué)家們發(fā)現(xiàn),，溫度可能存在處于中間或者不定的狀態(tài)：在量子層面上，物體可同時(shí)達(dá)到兩種溫度狀態(tài),。這個(gè)怪異的量子悖論是幾十年以來(lái)首次證實(shí)的量子不確定性關(guān)系,。

海森堡的其他原理

1927年，德國(guó)物理學(xué)家維爾納·海森堡（Werner Heisenberg）假設(shè)稱，量子粒子的位置測(cè)量越精確,，你就越不能精確地知道它的動(dòng)量,，反之亦然。這一假設(shè)規(guī)律后來(lái)成為當(dāng)前著名的“海森堡不確定性原理”,。

新的量子不確定性,，表明你對(duì)溫度了解的越精確，對(duì)能量的了解就越少,，反之亦然,，這對(duì)納米科學(xué)具有重大影響。納米科學(xué)是研究比納米等級(jí)更小的微型物體,，目前這項(xiàng)最新研究報(bào)告發(fā)表在今年6月出版的《自然通訊雜志》上,。

上世紀(jì)30年代，海森堡和丹麥物理學(xué)家尼爾斯·波爾（Niels Bohr）在非量子等級(jí)上建立了能量和溫度之間的不確定關(guān)系,，當(dāng)時(shí)他的想法是,，如果你想知道研究目標(biāo)的準(zhǔn)確溫度，最好和最精確的科學(xué)方法就是渲染在“水庫(kù)”中,?？梢宰鰝€(gè)比方：一桶水，或者一臺(tái)充滿冷氣的冰箱,，它們具有已知溫度,，并允許研究目標(biāo)緩慢地過(guò)渡至以上兩個(gè)物體的溫度，這就是所謂的“熱平衡”,。

然而,，熱平衡是通過(guò)物體和“水庫(kù)”不斷交換能量來(lái)維持的，因此,，物體中的能量能以無(wú)窮小的數(shù)量上下波動(dòng),，使其無(wú)法精確定義。另一方面,，如果你想知道你的研究目標(biāo)的精確能量等級(jí),，你就必須把它分離出來(lái)，這樣它就不能和任何事物發(fā)生接觸,，交換能量,；然而一旦你將研究目標(biāo)進(jìn)行隔離，你無(wú)法使用“水庫(kù)”精確測(cè)量它的溫度,，這種限制使得溫度具有不確定性。

當(dāng)你進(jìn)入量子等級(jí)時(shí),，事情就變得更加奇怪了,。

這是一個(gè)新的不確定關(guān)系，即使一種典型溫度計(jì)的能量有輕微的上升和下降，這種能量仍然可以在很小范圍內(nèi)被告知,。這項(xiàng)最新研究表明,，在量子層面上，這完全不是真實(shí)的,，完全是“薛定諤的貓”理論形成的,。該思維實(shí)驗(yàn)指出，一只假設(shè)存在的貓放在盒子中,，通過(guò)放射性粒子衰變激活,，將導(dǎo)致它逐漸中毒。依據(jù)量子力學(xué)定律,，這些放射性粒子可能同時(shí)處于衰變和未衰變狀態(tài),，意味著直到盒子被打開之前，這只貓同時(shí)存在死亡和存活的可能性,，這種現(xiàn)象也被稱為“疊加效應(yīng)（superposition）”,。

研究人員使用數(shù)學(xué)和理論來(lái)精確預(yù)測(cè)這種疊加效應(yīng)如何影響量子物體的溫度測(cè)量,。

開發(fā)這一新原理的是?？巳卮髮W(xué)物理學(xué)家哈里·米勒（Harry Miller）,，他說(shuō)：“在量子等級(jí)情況下,，一個(gè)量子溫度計(jì)……將同時(shí)處于疊加能量等級(jí),，我們發(fā)現(xiàn)由于溫度計(jì)不再有明確定義的能量,，而且實(shí)際上同時(shí)處于不同狀態(tài)的組合中,，這實(shí)際上導(dǎo)致了我們能量測(cè)量溫度的不確定性,。

在我們的世界里,，溫度計(jì)可能顯示某一物體溫度保持在31-32華氏度,，但在量子世界里，溫度計(jì)可能會(huì)告訴我們一個(gè)物體同時(shí)具有以上兩個(gè)溫度條件,，新的不確定性原理能夠解釋量子古怪特征,。

在量子等級(jí)范圍內(nèi)，物體之間的交互作用可以產(chǎn)生疊加效應(yīng),，也可以產(chǎn)生能量,。較早的不確定關(guān)系忽略了這些影響，因?yàn)樗c非量子研究物體無(wú)關(guān),。但是當(dāng)你試圖測(cè)量一個(gè)量子點(diǎn)的溫度時(shí),，這是非常重要的，這個(gè)新的不確定關(guān)系構(gòu)建了一個(gè)理論框架,，來(lái)考慮這些相互作用和影響,。

米勒指出，這項(xiàng)最新研究報(bào)告可以幫助任何人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),，測(cè)量物體在納米等級(jí)之下的溫度變化,。我們的研究結(jié)果將揭示如何精確設(shè)計(jì)探測(cè)器,，以及告訴人們?nèi)绾谓忉岊~外的量子不確定性。（葉傾城）