法美科学家首次“活捉”粒子摘诺贝尔物理学奖【2】

■ 释疑

微观与宏观世界如何不同？

中科院量子信息重点实验室教授周正威介绍，物理世界分成宏观和微观两个层面，宏观是人眼能见到，能够操纵的现实世界，而微观层面则由极小无比的量子构成，在微观世界中的量子，有着宏观世界无法想象的特性。

对此，物理学界有一个很著名的说法：“薛定谔的猫”，其中，猫相当于微观世界里的量子，可以同时存在于两个不同的状态中，如“死”与“活”，只有进入宏观世界时，这种状态才会被打破。

周正威解释，在量子世界中，量子可以同时处于A地和B地，但在宏观世界中，一个人无法同时存在于左边的屋子和右边的屋子里。

“量子这种叠加状态，用人类的一般意识是无法说清楚的。”

他说，目前获奖的物理学家就在挑战这种极限，试图在微观和宏观之间挂钩，“他们的想法是，把微观的系统尽可能做大，先控制一个离子的叠加状态，然后控制几个，再几十个，希望有朝一日，能够足够大到进入宏观层面。”

如何在微观世界“捕粒子”？

中科院量子信息重点实验室教授周正威说，法国与美国的这两位科学家一同得奖，是因为他们有一个共同性，即能够操纵微观世界里的单个量子。

他解释，戴维·瓦恩兰所做的工作，是用激光冷却带电的离子，令其处于温度极低的状态，能量也降到最低，这样，原先能量和状态极其不稳定的离子就被“囚禁”了，然后就可以用激光操纵这些单个离子的内部状态。

他表示，戴维做的系统称为“离子井”，“就好像把离子陷在井里一样，他的组是现在世界上这块做得最好的。”

而获奖的法国科学家则采用了另一种方式，即微波为主，激光为辅的方式来操纵单个原子的量子状态，其系统被称为“微波枪”。

新京报记者 金煜

■ 人物

塞尔日·阿罗什

塞尔日·阿罗什是法国人，现居巴黎，1944年9月11日出生于摩洛哥，1971年他从法国第六大学获得博士学位，现为法兰西学院教授兼量子物理学会主席，同时他也是法国、欧洲和美国物理学会会员。阿罗什的获奖，使法国获得诺贝尔奖的科学家达到了55人。阿罗什主要研究领域是量子光学和量子信息科学。

戴维·瓦恩兰

戴维·瓦恩兰是美国物理学家，1944年出生于美国密尔沃基。1970年，他从哈佛大学获得博士学位。现供职于美国国家标准与技术研究院和科罗拉多大学波尔得分校。瓦恩兰现为美国国家标准与技术研究院离子储存组组长。

（邓琦）