科学家最新玻璃珠悬浮空中 实验 发现著名科学家爱因斯坦的错误观点
1907年,爱因斯坦研究过布朗运动,他预测微观粒子的动能将与周围环境的温度成比例。但是直接测试该理论(被称为“均分定理”)时,却很难发现布朗运动粒子。这是由于微粒非常快地改变速度和方向,改变了微粒的碰撞结果。
如果这些微粒的位置能足够 快地被测量,便可能在微粒碰撞偏离路径前测量到它们的速度。但是爱因斯坦 预言称,微粒之间碰撞的短暂时间是“不可能”测量到的。
目前,美国德克萨斯州立大 学马 克-雷曾(Mark Raizen)带领的研究小组发现至少在空气中可以测量到微粒的布朗运 动。空气的密度低于水,因此微粒碰撞的频率较低,它们可以在较长的时间范围内改变方向。
为 了测量速度,研究小组使用两个激光束诱捕半空中灰尘大小、3微米直径的玻璃珠。在玻璃珠空中运动中,通过测量多少激光被玻璃珠反射,研究小组能够在玻璃珠碰撞 改变路径之前多样化地测定微粒的位置。这些位置测量确保研究人员可以获得每5微秒的微粒速度变化,直接测定出均分定理。
德国哥廷根大学的克里斯多 芬-施米特(Christoph Schmidt)说:“这项实验可以直接测量短时间内布朗粒子运动的速 度。从技术上讲,目前不可能以精确的时间和空 间来跟踪这些微粒,现仅能测定每秒有多少光子与这些微粒发生交互作用。”
雷曾指出,从长远来看,我 希望使用激光帮助抵消微粒的运动,显示出微粒所占有的最低能态。这将使研究 小组研究玻璃珠的量子效应更加直观化。
像这样的布朗运动系统可用于研 究较大测量目标的“重叠现象”,一个单个的目标可呈现多重状态,或者同样显现重叠效应。同时,该现象也存在与均分定理的背景,因为被量子力学控制的物体具 有一些动能,即使所处环境温度为零摄氏度。