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如何实现宏观量子单摆

宁博元 马军山 庄军 宁西京

如何实现宏观量子单摆

宁博元, 马军山, 庄军, 宁西京
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  • 利用等效质心方法描写单摆运动,经典力学通过牛顿方程得到摆球在空间做周期振动,而量子力学却给出完全不同的结论:摆球做无“周期”的随机运动.本文分析了量子力学等效质心模型成立的条件,在此基础上计算了经典单摆过渡至量子单摆的实验条件,表明在目前的实验水平上观察宏观摆球(微米量级)的空间量子跃迁行为是简便易行的.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10574030)资助的课题.
    [1]

    [1] Zhang Y D 2002 Quantum Mechanics (Beijing: Science Press) p65—69 (in Chinese)[张永德 2002 量子力学 (北京:科学出版社) 第65—69页]

    [2]

    [2] Art Hobson 2001 Physics: Concepts And Connections (Shanghai Scientific and Technical Publishers) p372 (in Chinese)[阿特·霍布森 (秦克诚、刘培森、周国荣译) 2001物理学基本概念及其与方方面面的联系 (上海科学技术出版社) 第372页]

    [3]

    [3]Olaf N, Markus A, Anton Z 2003 Am. J. Phys. 71 319

    [4]

    [4]Tatjana I M, Igor M M, Vjacheslav A K, Evgenij V S 2009 Nano. Lett. 9 774

    [5]

    [5]Zhong W D, Cheng H Y, Liu Z X, Wu J H, Li G Z 1999 Acta Phys. Sin. 48 204 (in Chinese)[钟文定、陈海英、刘尊孝、吴建华、李国忠 1999 物理学报 48 204]

    [6]

    [6]Bendkowsky V, Butscher B, Nipper J, Shaffer J, Low J 2009 Nature 458 1005

    [7]

    [7]Mu A X, Zhou X Y, Xue J K 2008 Chin. Phys. B 17 764

    [8]

    [8]Xiong B, Liu X X 2007 Chin. Phys. 16 2578

    [9]

    [9]Ota K, Hamada K, Takemura R, Ohmaki M, Machi T 2009 Phys. Rev. B 79 134505

    [10]

    [10]Ovchinnikov Y N, Barone A, Varlamov A A 2007 Phys. Rev. Lett. 99 037004

    [11]

    [11]Brezinski M E, Liu B 2008 Phys. Rev. A 78 063824

    [12]

    [12]Wang Y, Ning X J, Lin Z Z, Li P, Zhuang J 2007 Phys. Rev. B 76 165423

  • [1]

    [1] Zhang Y D 2002 Quantum Mechanics (Beijing: Science Press) p65—69 (in Chinese)[张永德 2002 量子力学 (北京:科学出版社) 第65—69页]

    [2]

    [2] Art Hobson 2001 Physics: Concepts And Connections (Shanghai Scientific and Technical Publishers) p372 (in Chinese)[阿特·霍布森 (秦克诚、刘培森、周国荣译) 2001物理学基本概念及其与方方面面的联系 (上海科学技术出版社) 第372页]

    [3]

    [3]Olaf N, Markus A, Anton Z 2003 Am. J. Phys. 71 319

    [4]

    [4]Tatjana I M, Igor M M, Vjacheslav A K, Evgenij V S 2009 Nano. Lett. 9 774

    [5]

    [5]Zhong W D, Cheng H Y, Liu Z X, Wu J H, Li G Z 1999 Acta Phys. Sin. 48 204 (in Chinese)[钟文定、陈海英、刘尊孝、吴建华、李国忠 1999 物理学报 48 204]

    [6]

    [6]Bendkowsky V, Butscher B, Nipper J, Shaffer J, Low J 2009 Nature 458 1005

    [7]

    [7]Mu A X, Zhou X Y, Xue J K 2008 Chin. Phys. B 17 764

    [8]

    [8]Xiong B, Liu X X 2007 Chin. Phys. 16 2578

    [9]

    [9]Ota K, Hamada K, Takemura R, Ohmaki M, Machi T 2009 Phys. Rev. B 79 134505

    [10]

    [10]Ovchinnikov Y N, Barone A, Varlamov A A 2007 Phys. Rev. Lett. 99 037004

    [11]

    [11]Brezinski M E, Liu B 2008 Phys. Rev. A 78 063824

    [12]

    [12]Wang Y, Ning X J, Lin Z Z, Li P, Zhuang J 2007 Phys. Rev. B 76 165423

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出版历程
  • 收稿日期:  2009-05-26
  • 修回日期:  2009-07-07
  • 刊出日期:  2010-03-15

如何实现宏观量子单摆

  • 1. (1)复旦大学光科学与工程系,上海 200433; (2)复旦大学现代物理研究所,上海 200433;教育部应用离子束物理重点实验室; (3)上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10574030)资助的课题.

摘要: 利用等效质心方法描写单摆运动,经典力学通过牛顿方程得到摆球在空间做周期振动,而量子力学却给出完全不同的结论:摆球做无“周期”的随机运动.本文分析了量子力学等效质心模型成立的条件,在此基础上计算了经典单摆过渡至量子单摆的实验条件,表明在目前的实验水平上观察宏观摆球(微米量级)的空间量子跃迁行为是简便易行的.

English Abstract

参考文献 (12)

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