原标题：他们在宏观尺度上缩小了“薛定谔的猫”。北京时间10月7日，2025年诺贝尔物理学奖正式揭晓。获奖者是三位物理学家约翰·克拉克 (John Clark)、米歇尔·H·德沃尔 (Michel H. Devore) 和约翰·M·马蒂尼斯 (John M. Martinis)。他们通过宏观电路的实验发现了微观世界的“独特性”。
量子力学诞生于1925年，今年迎来了百年诞辰。诺贝尔物理学委员会主席奥勒·埃里克森当天表示，整个力学在上个世纪不断带来新的惊喜。它很好用，为数字技术提供了基础。
在人类宏观世界中，球被扔到墙上时总会返回。然而，在微观世界中，个别粒子有时会“穿透”相应的势垒（指比周围区域势能更高的星系能量势垒区域）并从另一侧退出。这米的体积这种力学现象称为“隧道量”。 2025年诺贝尔物理学奖的成功在于科学家首次在由大量粒子组成的宏观物体中观察到了这种现象。
1928 年，物理学家乔治·伽莫夫 (George Gamow) 意识到，原子核的严重衰变是通过隧道效应实现的。
隧道效应是一个随机性发挥作用的机械体积过程。不同类型的原子核具有不同的势垒高度和宽度，因此有些原子核衰变较慢，有些则较容易衰变。
那么，是否存在多个粒子参与同一个ORAS的隧道现象呢？一些低温材料的特殊性能为科学家提供了新的实验思路。
在普通导体中，电流是材料中自由电子运动的结果。但在某些材料中，当温度很低时，这些电子形成协调运动——以完全不可移动的方式流动，材料成为超导体。在超导体中，电子不再独立移动，而是成对移动，形成所谓的库珀对。这一概念由 Leon Cooper、John Bardeen 和 Robert Schriever 共同提出，并因此获得 1972 年诺贝尔物理学奖。
库珀对的行为与普通电子不同。普通电子具有“排斥性”——两个电子如果具有相同的占有，则不会占据相同的位置，因此它们分布在原子中不同的能级上。然而，当电子支付铜对时，它们的个性会稍微丢失：两个不同的铜对可以是相同的。
因此，超导体中的所有铜对都可以被视为一个通用体积系统。该系统已成为 John Clark、Michel H. Devore 和 John M. Martinis 实验的主要部分。
基于 1984 年至 1985 年数十年发展体积力学的理论和实验基础，John Clark、Michel H. Devore 和 John M. Martinis合作继续挑战以宏观尺度显示隧道体积。
他们对超导体电路进行了一系列实验。在电路中，超导元件由一层薄薄的非导电材料隔开。通过改进和测量电路的各种特性，科学家可以控制和探索穿过电路时发生的电流。穿过超导体的带电粒子形成一个通用系统，例如填充整个电路的单个颗粒。
这个类似于单个颗粒的宏观系统首先处于电流流动但电压为零的状态。系统陷入这种状态，就好像处于不相容的障碍后面。但在反复实验中，该系统通过隧道效应的影响成功逃脱了零电压状态，这显示了其体积特性。
然后他们测量了系统走出 ze 状态所需的时间 kro电压。由于体积过程的随机性，他们进行了大量的重复测量并绘制统计图像来捕捉零电压的状态。
此外，他们还表明该系统具有能量体积特性，这意味着它只能吸收或释放能量到能量的某一部分。他们在零电压状态下引入不同长度的微波，发现系统吸收特定长度的微波后跃升至更高的能级。当系统能量较高时，零电压状态持续时间较短，这与体积力学的预言完全一致。
这个实验不仅加深了人类对体积力学的理解，而且具有广泛的影响。此前，大多数显示宏观体积效应的实验依赖于大量微观粒子的综合效应，如激光、超导体、超流体等。然而，这一成果是我们首先从宏观状态体积中直接产生可测量的宏观效应——尤其是电压。
理论物理学安东尼·莱格特将这种宏观量子系统与“薛定谔的猫”实验的思想进行了比较。薛定谔曾用“猫的生与死的叠加”来表明对体积性质的无知，因为体积性质通常无法在宏观尺度上观察到。
三位科学家已经证明，实际上存在由大量粒子组成的宏观系统，仍然符合体积力学定律。尽管该系统比猫还小，但由于实验直接测量其整体体积特性，因此它与“薛定谔的猫”这一概念在体积物理领域具有同等的重要性。
这三位科学家的研究成果为探索微观世界的规律提供了新的实验平台。它可以被认为是一个大型人造原子——一个带有wi的“原子”可嵌入各种实验设备或与新体积技术一起使用的资源和接口。 （记者 王敬轩 范伟晨）
（编者：方经纶、陈健）
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