你一定听说过薛定谔的猫,但薛定谔的咖啡怎么样?

你一定听说过薛定谔的猫,但薛定谔的咖啡怎么样?

你的咖啡有点太热还是有点太冷?它可能都是。

你特别关注咖啡的温度吗?那首先从平底锅里啜一口新鲜的东西需要那么完美的热度吗?

好吧,有一些量子物理新闻可能会让你努力获得完美的咖啡饮料。据报道已经发现了一种新的不确定关系,这种关系引起了人们对温度测量精度的严重质疑。

在量子物理学中,有一种叫做不确定性原理的东西,它对粒子的某些物理性质对可以知道的精度有一个基本的限制。这就是量子物理学家在检查测量结果时必须经常处理概率的原因,因为精确度是难以捉摸的。

这可能导致一些奇怪的思想实验,例如薛定谔猫的着名悖论,其中涉及一只猫在一个同时存活和死亡的量子诱饵盒中,至少直到有人试图打开盒子和检查一下猫。

这个思想实验依赖于原子放射性衰变的不确定性关系(这是引发猫的诱杀陷阱的原因)。同样地,我们也可以想象薛定谔的咖啡,坐在平底锅上(也许是在薛定谔自己正在思考他那可怜的猫的命运的时候)。

事实证明,测量咖啡何时达到理想温度可能同样不可能。

埃克塞特大学的研究人员最近试图创建能够测量纳米级温度的精确量子温度计。他们发现,在某些情况下,温度读数的不确定性容易受到量子理论预测的波动的影响。具体来说,微小的温度计可以在不同的温度之间叠加,例如90.5摄氏度和89.5摄氏度,就像薛定谔的猫在死亡或活着之间的叠加一样。

“除了在进行温度测量时存在的热噪声,存在叠加的可能性意味着量子波动会影响我们如何观察纳米尺度的温度,”该论文的第一作者Harry Miller解释道。

这是第一次发现量子不确定性适用于温度测量的准确性。它可以导致新的和深刻的思考热力学定律如何在最小尺度上应用或不适用。

不幸的是,这也意味着测量绝对完美的一杯咖啡可能无法实现。至少,直到你喝一口。


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