一個(gè)原子中所有電子攜帶的正電荷,與所有質(zhì)子攜帶的負(fù)電荷正好相等;任何物體攜帶的電荷量,總是一個(gè)電子的電荷量的整數(shù)倍???這些公認(rèn)的物理學(xué)命題,即將接受更嚴(yán)格的檢驗(yàn)。美國(guó)斯坦福大學(xué)科學(xué)家提出了一種實(shí)驗(yàn)構(gòu)想,可驗(yàn)證原子或中子是否可能攜帶微量電荷,以及是否存在非量子化的電荷。
研究人員在《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上撰文描述了這種實(shí)驗(yàn)裝置。理論上,一種單磁極粒子在不遵循時(shí)間對(duì)稱(chēng)性時(shí),可以攜帶非量子化的電荷。研究者之一的阿斯密納?阿爾瓦尼塔奇說(shuō):“這提醒我們重新考慮電荷量子化的觀念?!毖芯咳藛T設(shè)計(jì)出一種實(shí)驗(yàn)裝置,可極大提高測(cè)量原子電荷值的靈敏度,“相當(dāng)于測(cè)量地日距離時(shí)的誤差不到一個(gè)原子核大小?!?
這個(gè)裝置是10米高的圓筒,內(nèi)裝兩個(gè)有縫隙的小圓筒。在裝置底部,銣原子以10米/秒的初速度向上射進(jìn)位于裝置底部的小圓筒。根據(jù)波粒二像性,原子同時(shí)也是波,因此一些激光脈沖會(huì)將上升的原子波“裁開(kāi)”。這些激光脈沖像鏡子一樣,把原先的波函數(shù)一分為二,產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)較快的波和一個(gè)移動(dòng)較慢的波。
移動(dòng)快的部分射得更高,其拋物線會(huì)延伸進(jìn)上面的小圓筒;較慢部分的拋物線則不會(huì)離開(kāi)下面的小圓筒。研究者給上面的圓筒加上正電壓,給下面的加上負(fù)電壓。如此一來(lái),若銣原子攜帶有電荷值,即使很微小,它的兩個(gè)組成部分也將分別對(duì)上下圓筒的電壓做出反應(yīng),從而在兩個(gè)部分之間產(chǎn)生一個(gè)相位移動(dòng)。
如果測(cè)量到這一相位移動(dòng),就可以確定原子攜帶了電荷。實(shí)驗(yàn)者可一次測(cè)量100萬(wàn)個(gè)原子,以提高統(tǒng)計(jì)學(xué)指標(biāo)???從而達(dá)到一個(gè)核子攜帶10-28e電荷,也測(cè)得出來(lái)。若一次測(cè)量1000萬(wàn)到1億個(gè)原子,或者測(cè)量處在糾纏狀態(tài)的原子群,靈敏度更可提高到10-30e電荷。
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