一個由美、韓、德等多國科學(xué)家組成的國際研究團隊日前開發(fā)出一種新方法，能觀察并控制較大物體的量子運動。研究人員指出，如果這種技術(shù)能進一步放大，有望用來尋找時空構(gòu)造中的漣漪——引力波。

在日常生活中，物體可以靜止下來;而在量子世界，沒有東西能真正靜止。該研究負責(zé)人、加州理工學(xué)院物理與應(yīng)用物理學(xué)教授基思-施瓦伯說：“過去兩年中，我們掌握了通過制冷讓微米級的小物體靜止的方法，讓它們回到量子基態(tài)。但我們知道，即使在量子基態(tài)，仍有很小的振幅波動，或叫作‘噪聲’。”

理論上，量子噪聲是所有物體固有的一種運動，不會消失。研究團隊發(fā)表在最新一期《科學(xué)》雜志上的論文稱，他們設(shè)計了一種微米大小的裝置，由柔性鋁片及其面上的一層硅基質(zhì)構(gòu)成，當(dāng)硅鋁片以每秒350萬次的頻率振動時，就會與超導(dǎo)電路接通。利用該裝置能夠觀察到量子噪聲并控制它。按照經(jīng)典力學(xué)法則，如果冷卻到基態(tài)，這種振動結(jié)構(gòu)會完全靜止，但實驗顯示并非如此。當(dāng)他們把彈性鋁片冷卻到基態(tài)時，仍有剩余能量，即量子噪聲。

施瓦伯說：“量子力學(xué)精確解釋了電子行為，我們把量子物理學(xué)用到較大事物上，就能在光學(xué)顯微鏡下看見它，我們觀察的不是一個而是幾萬億個原子的量子效應(yīng)。”

由于存在量子噪聲，它就對精確測量一個物體的位置設(shè)置了基本限制，但這種限制并非不可逾越。施瓦伯解釋說：“描述噪聲或運動的主要有兩個變量。我們證明了確實能讓其中一個變量的波動更小，但代價是讓另一個變量的波動更大，即所謂的量子壓縮態(tài)。我們在一個地方壓縮了噪聲，由于擠壓，更多噪聲轉(zhuǎn)到其他地方，至于轉(zhuǎn)到了哪兒，無法測量，也無關(guān)緊要。”

未來這種控制量子噪聲的能力或可用于提高有關(guān)檢測的精度，如激光干涉測量引力波觀測站(LIGO)，以尋找引力波。施瓦伯說：“此項研究的目的是在更大尺度上探測量子機制，希望將來能探測到引力波。”