在一項突破性的實驗中,研究人員精確測量了光子在量子障壁內停留的時間,這種現象稱為量子穿隧。這項發表於《自然》期刊的發現,挑戰了波姆(Bohm)量子力學詮釋中的一項重要預測。
波姆於1952年提出的詮釋認為,粒子有由「導波」引導的明確軌跡。根據此理論,進入無限障壁的粒子應該會無限期停留其中。然而,最新實驗顯示光子以可測量的速度穿越障壁,表示停留時間並非無限。
該實驗利用光子被限制在鏡子之間,並加入螢光液體,使其表現得像具有質量的粒子。研究團隊設計了具有平行通道和「斜坡」的結構,產生不同能量的光子。關鍵是製造出對光子而言看似無限長的障壁。光子穿越障壁時發生橫向位移,藉此測量其停留時間。
此研究提供了過去僅存在理論爭論的實證數據,為量子穿隧的探索開啟新篇章。量子力學在預測亞原子現象上非常成功,但其詮釋仍充滿哲學討論與未解之謎。這項工作提供了可靠的量測,將理論與實驗連結,推動量子穿隧研究邁向新階段。
這項突破至關重要,使得過去抽象的現象得以直接觀察,為量子物理帶來更具體且可驗證的面向。對於台灣及香港積極發展科學研究的環境而言,此類國際前沿成果不僅彰顯學術實力,也促進區域科技交流與進步。