量子隧穿实验揭示粒子如何打破光速

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▲ 量子力学的奇异规则允许一个粒子偶尔通过一个看似不可逾越的能量屏障。北京时间 11 月 13 日消息，最近的实验表明，当粒子通过量子力学的 “隧道”穿过势垒时，它们的速度应该能够比光速更快。就在量子力学的基本方程刚被发现之时，物理学家就发现了该理论允许的最奇怪的现象之一：量子隧穿（quantum tunneling）。该现象显示了电子等微观粒子与更大的物体之间可以有多么深刻的区别。当我们把皮球扔到墙上时，它会弹回来；当球滚到山谷的底部时，它就呆在那里。然而，粒子偶尔会越过或穿过 “墙壁”（势垒）。正如两位物理学家在 1928 年的《自然》（Nature）杂志上所写的那样，粒子有可能 “滑过大山，逃离谷底”，这是对隧穿效应最早的描述之一。物理学家很快发现，粒子穿越障碍物的能力可以解决许多谜团。它解释了各种化学键和放射性衰变，以及太阳中的氢核如何克服彼此之间的排斥并融合，从而产生阳光。但物理学家们开始感到好奇。这种好奇起初是温和的