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科學家提出新方法尋找物理學的「標準模型偏差」
在物理學的標準模型中﹐加州理工學院的研究團隊正在探尋原子和分子內的行為﹐這些行為被認為是標準模型所禁止。研究團隊的目標是尋找可能揭示所謂「新物理」的偏離。這些偏離可能有助於解釋為什麼我們的宇宙中存在如此多的物質。
該團隊最近在《物理評論快報》上發表的研究中提出了一種新方法﹐利用「量子糾纏」現象來提高探測對稱性違反的靈敏度。糾纏是一種量子物理現象﹐其中兩個遙遠的粒子可以保持相互聯繫﹐即使它們沒有直接接觸。研究中科學家開發了一種新方法來糾纏分子陣列﹐這些分子用作測量對稱性違反的探針。通過糾纏這些分子﹐陣列對干擾背景噪音的敏感度降低﹐同時對所需信號的敏感度提高。
研究人員將這種方法比喻為將一群橡皮鴨連接在一起。如果你想測量橡皮鴨在水盆中的移動﹐將它們全部連接在一起會使它們對背景噪音(如水花)的敏感度降低﹐同時對你可能想測量的東西(如水流)的敏感度提高。該團隊希望通過這種方式探測分子結構﹐減少來自實驗設置的電磁場對測量的干擾。
具體來說﹐這種新方法可以用來尋找電子對分子內電場的微小傾斜反應。研究人員說﹕「這種微小旋轉表明電子或核自旋正在與電場相互作用﹐根據標準模型﹐這是被禁止。」。另一項近期發表在《科學》雜誌上的實驗研究顯示了這些研究中使用的多原子分子具有保護自己免受電磁噪音干擾的獨特能力﹐儘管這並不涉及糾纏帶來的靈敏度提升。
在該研究中﹐物理學家展示了他們可以調節分子對外部場的敏感度﹐甚至使敏感度消失﹐從而使分子基本上免受噪音的影響。研究人員說﹕「利用糾纏的優勢﹐研究人員可以推動這些實驗﹐探索新物理的更多異域領域。」。
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