刚刚，基础物理理论突破！百年物理学难题被破解

刚刚，百年物理学难题终结！科学家首次精确描绘出原子如何像吉他弦一样“安静”下来，而又不违反量子世界的铁律——不确定性原理！

现在，你轻轻拨动一根吉他弦。它振动，发出美妙的声音，然后渐渐归于沉寂。这个能量逐渐耗散的过程，在物理学上被称为“阻尼”。一百多年前，物理学家霍勒斯·兰姆就用经典力学完美解释了它。

听起来很简单。天经地义，没有任何疑问，对吧？

但在量子的微观世界里，这件“小事”却成了困扰物理学家近一个世纪的幽灵。

◆ 01 一个让爱因斯坦都头疼的“量子噩梦”

当主角从吉他弦换成一个振动的原子时，一切都变得诡异起来。因为在量子世界，有一个至高无上的法则——海森堡不确定性原理。

在量子的世界里，上帝总是留了一手。你越是想精确地看清一个粒子的位置，就越是摸不准它的脉搏（动量）。

过去所有的理论模型，在试图描述原子如何“阻尼”并失去能量时，都会在这个法则面前“翻车”。它们要么算不准，要么算准了就会意外地“违反”不确定性原理，仿佛允许我们同时精确知道原子的位置和动量——这在量子世界是绝对禁止的。

这个问题，就像一个解不开的数学噩梦，拦住了几代顶尖的物理学家。

◆ 02 格局打开：从一个原子到一个家

现在，这个噩梦被终结了。

来自美国佛蒙特大学的物理学家丹尼斯·P·克劳尔蒂和南·H·丁，在7月7日《物理评论研究》上发表了一篇名为《量子兰姆模型》的论文，提出了一个全新的解法。

他们是怎么做到的？答案是：升维思考。

他们不再孤立地盯着那个振动的原子，而是把它和它所处的整个环境（模型里是一根长长的弦）看作一个相互连接的“大家庭”。

他们不再问“这个原子怎么了？”，而是问“这个家（系统）发生了什么？”一旦格局打开，问题就迎刃而解。

通过这种“多体问题”的视角，并运用一种名为“多模玻戈留波夫变换”的强大数学解码器，他们成功地对这个极其复杂的系统进行了精确求解。

◆ 03 终极答案：“被挤过的”真空

解码之后，一个惊人的事实浮出水面：当系统达到最低能量的稳定状态时，它并非处于普通的“真空态”，而是进入了一种奇特的“多模压缩真空态”。

这是什么意思？

现在你手里有个水气球。如果你用力把它在水平方向上压扁，它就会在垂直方向上鼓起来。

“压缩态”就是这么回事。系统通过一种精妙的内部调整，把位置上的不确定性给“挤”了出去，代价是让动量上的不确定性变得更大。

这就像量子世界里的一场“平衡游戏”，它把位置的不确定性转移到了动量上。总账不变，却为我们撬开了一条进行超精密测量的缝隙。

这个巧妙的“腾挪”，既完美地描述了能量如何泄漏（阻尼），又严格遵守了不确定性原理。一个世纪的难题，就这样被优雅地破解了。

◆ 04 这不只是理论，它关乎未来

你可能会问，这么抽象的理论，和我们有什么关系？

关系巨大！这项突破最直接的应用，就是超精密测量。事实上，人类最顶尖的科技已经用上了类似的技术。2017年获得诺贝尔奖的引力波探测，就是利用了“压缩光”的技术，才测量到了比一个质子还小几千倍的空间涟漪。

引力波探测用的是压缩“光”，而这项新研究告诉我们，压缩“物质”也是可行的。

如果说引力波探测器是人类聆听宇宙心跳的“顺风耳”，那这项新理论，可能就是我们未来制造出丈量原子世界的“火眼金睛”的设计图纸。

从开发前所未有的量子传感器，到操控量子信息，这项基础物理的突破，为无数前沿科技打开了新的大门。

当然，目前这还是一项理论成果，下一步需要实验物理学家在真实的原子系统中去验证它。但无论如何，物理学的天空，又一次被点亮了。

参考文献:

Clougherty, D. P., & Dinh, N. H. (2025). Quantum Lamb model.Physical Review Research, 7, L032004.