S6.7 Schrödinger’s cat realized in the laboratory在线视频

在讨论量子力学

和经典力学关系的时候

在一个很关键的概念就是薛定谔猫

这个薛定谔猫的提出来

就使得波尔

理解到这个微观和宏观

绝对不是量子和经典的界限了

这个

在物理上能不能实现呢

当然我们知道真正的一个猫

你不能让它同时又活又死

而且活猫跟死猫还干涉

这当然不可能

我们的解释就是因为

你在很多情况底下

你把环境一引进来

就会发生Decoherence

所以你看不到活猫跟死猫的干涉

那现在问题就来了

这个你看不到活猫跟死猫的干涉

并不是说薛定谔就错了

薛定谔指出来的那种状态

还是有的

你得想办法在实验室里边

给大家看到

所以一开始

我们知道一位物理学家

（英文）

他也是诺贝尔物理奖的获奖

他就是在实验室里边养猫

养这个薛定谔猫

他就创造出来一种量子力学体系

什么叫薛定谔猫呢

就是有一个体系

这个体系它同时又存在于状态1

又存在于状态2

比如说一个猫就是活猫跟死猫了

那你在实验室里边

你就找到一个体系

它同时位于状态1

又同时位于状态2

这个1和2是宏观上可以区别的

就是你宏观上就知道1是1 2是2

这个时候一个量子的体系

能够同时处在这两个状态上

这个才叫薛定谔猫

Wetlands 做了很多的工作

他那个原来的实验在物理界

当然也是很受重视的

只不过他养那个猫

在实际上是这样

是个单原子级的猫

你说不对

你单原子那当然很容易

让它满足量子的性质

那你怎么用薛定谔猫呢

就是实际上它能让这个单原子

一个原子同时处于a又同时处于b

同时处于两个位置

这两个未知宏观上又能区别

也就是说

a和b它是处于宏观距离上的

所以这个就是真正的薛定谔猫了

一个原子同时在a又在b

你a和b又是宏观距离

当然这个猫不太过瘾

所以人们管它叫做Schroedinger kitten

就是薛定谔的猫仔

因为它只有一个原子

但是后来在2000年

就出现了宏观的薛定谔猫了

这个我们下面呢

要比较详细地介绍这个工作

而且这个工作我们最后说

现在应用在量子计算

里面用的很多

好 那这个工作是这个Friedman

和他的合作者做的

这是Stony Brook University

他在那做的研究

题目叫做quantum superposition of distinct macroscopic states

我是有两个宏观态它是不同的

你可以在宏观上区别它

我让它发生量子相干

量子的叠加

这不就是薛定谔猫了吗

好 这个工作发表在NATURE上面

这个参考给了

在我那本书里面

第四章第九节

也介绍了这个工作了

你说它是一个宏观的薛定谔猫

怎么个宏观法呢

它这个两个不同的状态

是什么状态

这个就需要说

它在这个里面SQUID实现的

SQUID是叫做superconducting quantum interference detector

那么它的构造

就是我有一个超导环在这里

一个超导环

这个超导环它是断开的

中间是用这个Josephson节

来连接起来的

那么作为超导环

它这个里面可以有

宏观的这个超导电流

这个超导电流可以顺时针流

也可以逆时针流

然后它顺时针流的话

它这磁通量

就是从这个画面外面往里面去

它逆时针流

它的磁通

就是从这个画面里面往外面出来

这个超导流可以多大

两个到三个fm

它相当于什么呢

这个时候它产生的超导流

在环上产生的磁矩

那就是Bohr magnetism的

可以10的10次方那么多

你说这个够宏观吧

也就是说我让这个体系

它可以处在两个不同的状态

一个状态是超导流是顺时针的

一个是逆时针的

这两种状态是可以

在宏观上区别吧

可以

好 我现在让它能够

量子的叠加起来

也就是显示出它的coherence来

所以这个工作确实出来以后

让人心里看的就是非常舒服

这才是真正的薛定谔猫

它不仅仅是距离是宏观的

它整个这个体系就是宏观的

它涉及很多很多个

相当于10的10次方个

Bohr magnetism这样的磁矩

它电流什么是mA级的

这个当然是macroscopic

好 关于这个SQUID

我在这就不再仔细介绍

这是在我那本书第四章里面

有比较详细的介绍

如果大家愿意一开始不熟悉

想去多看一看的话

就可以看那本书

那我下面就讲这个实验

这也是个SQUID

把这个SQUID放在一个PdAu case里面

它是个SQUID

当然这个环处于超导状态

所以是很低温的

外面又拿这么贵重的

一个盒子把它给装起来

大家知道Pd

那比Au还要贵

这是极为珍贵的一个盒子

目的是什么

别让环境来干扰它

那这个时候

它里边的coherence都可以保存

你薛定谔猫

你不是要说它的coherence吗

你这个coherence如果环境一干扰

它不久没了吗? docoherence

所以这外边装了这么一个

有一个Josephson junction就使得中间的

这个磁通不量子化了

那我们原来说

超导环里的磁通是量子化的

但是这个超导环中间

用一个Josephson junction给它断开

所以这个就不是

整个的一个超导环

在这个地方经过Josephson junction

会有phase的变化

所以这个时候那你就不够

再让这个中间的这个Φ量子化

它是非量子化的

好 这个体系

它的有几个重要的参数

一个是C电容

就是我这个SQUID它的电容

SQUID还有一个参数L

它的inductance

它是超导的状态

它没有电阻

但是有电容有电感

同时还有一个iC

这个iC就是Josephson的极限电流

有这么几个参数

当然这是一个宏观体系

这我刚才已经说过了

没什么说的了

好 另外有一个重要的关系

我外边可以给它加进这个磁通去

除了超导电流产生的磁通以外

超导电流产生的磁通

就是这个L乘上i

这是超导电流产生的磁通

另外我外边还可以

给这个体系加进磁通去

这个叫Φx

external flux

我外边可以给它通过这个电流

给它加进磁通去

那么这个时候

通过这个环的总磁通

这就是Φ

这是flux threading the ring

由两部分构成

一部分是你外加的flux

这是external flux

一部分是超导电流产生的flux

我现在就是说这个写法

我这有个负号

那就说明我的supercurrent是clockwise

顺时针的

顺时针的supercurrent是从外到里的

现在就规定从外到里是负的

从里到外是正的

那就是这样有这么一个关系

有一些概念在这不能仔细讨论了

但是我必须把它叙述出来

就是这个体系

它是满足量子力学的

那它满足量子力学的

你的两个共轭力学量是什么

现在告诉大家

一个就是这个刚才介绍过了

穿过我这个环的总的磁通Φ

这是一个力学量

还有一个力学量

就是我这个超导环存的

这个电荷Q

Q当然就等于C乘上V

C就是这个SQUID它的电容

V就是在Josephson junction两边加的这个V

我们知道Josephson 效应

如果Josephson效应你两边不加电压

它是直流Josephson效应

超导流可以通过Josephson节

如果你两边加了电压

那这个时候

就产生了超导Josephson效应

就是这时候通过Josephson节的

这个电流是交流的

所以说它里边这个Φ

它是个一个交流的这样的

它的flux

再一个冲外一会儿是冲里

它经典的是个fluctuating

是这样的东西

好 所以刚才介绍了我的两个canonical variables

正则共轭的变量

就一个是磁通Φ一个是电荷Q

Q就等于C乘上V了

好 现在体系的能量有两部分

一部分是capacity takes energy

电容带来的能量

这是二分之一CV方

这个大家都知道

你把这个V转成Q

那这个就是二分之一的

Q^2/C

那另外这个V

有了V

这就是有了这个交流的Josephson效应

所以这个Φ是个fluctuating

所以这个你可以把V平方

V就是Φ.

所以V^2这就是Φ^2

这部分是电容能量

还有一部分是电感的能量

LI/2平方

那么你由上面这个式子就知道

Φ减去Φx就是LI

所以这个LI整个的平方

那就是这个(Φ-Φx)^2

你整个平方这只有一个I

所以下面要被I除一下

这个就是inductive energy

能量分这两部分

这个都是简单的介绍

那么给了这个外加的磁通

还有这有一个直流的

产生的这个磁通

它不随时间变的

所以它不进入这个动力学

但是它是有用的

有什么用呢

这个看下边

那这样的体系它完全是

遵守量子力学的规律

但是条件是第一温度必须很低

使得这个温度kBT

要小于小于hbar ω

小于小于什么呢

就是将来下面大家要看到

我这个体系它是中间有好多能级

能级的这个距离

比如说加hbar ω

它要大于大于你的热能

你的热能这温度要很低

当然不只是超导温度

而且要比你这个能级的距离

还要小得多

第二 当然这就刚才说过了

用这个PdAu case给装起来

就是不让环境来发生

这个退相干就是这样

所以如果满足了这个条件

刚才说过我这个体系

它的共轭力学量是什么

就是Φ和Q

所以Φ和Q是不对弈的

满足这样一个对弈关系

当然它们也就满足不确定关系

它们的这个δ乘起来

是大于等于二分之hbar的

好 现在就可以写这个Hamiltonian了

这个Hamiltonian一部分

就相当于动能的部分

这就是那个CΦ.square

这个刚才咱们回去看

这个capacity energy

它可以最后写成二分之一CΦ.square

那这个Φ就相当于我们

量子力学里边那个Q

这个地方Q^2

这就相同动能

所以这就是相当于那个动能项

这相当于动能项

这个势能项UΦ

在这我只好给出来了

你看第一项就是这个inductive energy

刚才给过了

这个是知道的

多了一项这个就是Josephson coupling

它叫做Josephson coupling

这一项在我这个那本书里边

大家可以仔细看

这一项怎么出来的

这个一看Josephson coupling

在这我就这么说一下了

它的这个potential energy U这一部分

就是把原来的inductive energy 和Josephson coupling

合起来前面还要乘一个U0

U0的定义就是这个

是和inductance 成正比的

这就是inductance

前面有个Φ0^2 or Φ^2

Φ0就是这个超导里面的磁通量子

那就是原来我们介绍这个库珀对

所以分母上是两倍的1

不是一倍的

好 这个在Josephson coupling里面有个βl

它的定义也由这个Josephson

极限电流乘上inductance

再被Φ0除

这样来定义

这我就都给出来不说了

不是我要讲的这个重点

好 下面说也是我那本书里面有的

如果我外加的磁场多大呢

是半个Φ0

半个Φ0这么大的话

你可以把这个画出来potential

横坐标是什么呢

就是你外加的这个磁通

横坐标

画出来以后

如果你外加的磁通是这样大的话

你这个曲线很好看

它就是一个对称的双阱

这个大家想象就出来了

我们下面看到的图是不对称的

那是因为别的原因

那么在那个双阱的时候

它的最大的值就是在这里给出来

对于很大很大的外加的磁通的话

它的曲线是抛物线的这个行为

下边那个干脆给大家看

我们的体系的势能曲线

这就是体系的势能曲线

刚讲过横坐标

就是通过我们这个环的磁通

那你看这现在不是个对称双阱

因为我这做了功夫了

这有一个ε

这个ε在它这个实验里有个术语

叫做tilt斜了

什么意思呢

你要正正经经的这是个双阱

双阱它这两个最低点

是在同一水平上

那是个双阱

你现在你让它斜了

给了一个ε它上去了

这个ε是哪儿来的呢

就是由于你外加的那个磁通

不是二分之一Φ0了

如果你外加的磁通在这

这是外加磁通

等于二分之一Φ0

那这是个对称的双阱

这是一个

我又外加磁通来控制我这个tilt

控制这个东西

还说过有一个直流的

在这个左边这有个直流的线圈

它干吗用的呢

它来确定这个最高点

最大值的这个地方的高度的

从哪儿量起呢

从这两个最小值的

平均的地方量起

这不是说的废话吗

就是如果你真是双阱

那么这两个最低点

在同一个水平上

就在0值上那

那个时候这个最高点的那个高度

就是δU0

那这个就省事了

那现在你有了tilt

两边不对称了

那它量从哪儿量起

从两个最低点的

平均值的地方量起

这个由谁来调节

由左边这个来调节

在这样一个比如说

一个不对称的双阱里头

也就是有了tilt

你就可以去用数值解

因为Hamiltonian刚才给出来了

这不就Hamiltonian吗

这个里边势能就是它

所有的参数都给了

你就数值解

解它的能级

解它的能级以后你就会发现

这样的特点

左边这个阱里边

有它的好像是自己的能级

右边这个阱里边

也有它自己的能级

那这些个低能级

它们的波函数比如像这个

左边的基态

它的波函数

基本就限制在左阱里头

再远它是波函数就可以失灵了

右边这个阱的这个低激发态里边

和我这基态里边

它的波函数基本上陷在右阱里边

可是当你往上去

比如说左边阱里边

它是在这有个能级

这个时候

它的波函数就不只是现在左阱了

它就要越过这个barrier

也会穿到右阱里面去了

特别是你看这个靠上了

它的波函数在就俩阱里边都有用

这就是这个能级的波函数

它不只在右阱

它的左阱也就有

它也就有重叠了

当然实际上你即使重叠很少也好

比如从这个能级

这个能级跟这个能级

能量差不多

它的波函数很少重叠

波函数重叠少

说明它这个随穿的几率就很小

到这了它两边的波函数

基本上有相当的重叠了

所以它这个隧穿的几率就比较大

隧穿可以发生在比如说

从左边第一个能级

可以隧穿到右边的能级

这个是量子力学允许的

当然你跃迁

也可以从左边的低态到高态

你可以tunnelling

当然实际上

它不具有tunnelling through barrier这样的性质

好 这个说完了

下边我们就来分析

刚才说过左阱也说过右阱

这个左阱和右阱有什么分别呢

那我们再来看这个图

它主要是通过

它的这个环的这个磁通

左边这个磁通很少

右边的磁通比较大

左边的磁通小

因为什么呢

因为我的这个supercurrent

如果我这个supercurrent

是逆时针的在这流

那么它的这个flux从外往里的

那和你加进去的这个flux

如果你加进去的flux是从里到外的

是正的

那supercurrent是负的

这俩一减

所以剩下的flux就小

因此左边的这个阱它就给了个名字

这个地方叫0

0是什么

叫做zero fluxoid state

它的这个flux比较小

右边这个阱就是当你

supercurrent是这个逆时针的时候

它flux是这个跟原来的

外加的这个flux方向一致

所以它合起来的那个Φ就大了

这不就Φ就大了嘛

所以左边的阱就是叫做0 fluxoid state

右边这个叫做unit fluxoid state

那它就给了一个f这么一个名字

叫fluxoid

0 fluxoid或者1 fluxoid

它就是这样

f等于0

这个是叫zero fluxoid state

当然它和你这个另外物理上

它是什么东西什么呢

它就是从一个库珀对

在那个环上转一圈

通过Josephson节转一圈

回来以后它那个phase变化

就是2π乘上f

f可以等于0

也可以等于1

当我们在左边那个状态的时候

它phase不变

在右边那个状态它phase是1

这就不多说了

大家知道这个fluxoid的

和phase有这么一个关系

好 下面咱们就来分析

这段话跟这个图有点不对应

所以我还是照这图说

照这个图说

刚才说用数值解

我把能级都解出来了

我现在这个图的画的

纵坐标是能量

横坐标是外边的这个加的这个flux

和二分之一flux quantum 的差

如果你外边这个不加

那那个时候当然是个对称的

外面加了

那这个你就有了那个tilt

所以它左阱和右阱就不对称了

好 现在它就把这个部分的

数值解的能级给画出来

这个能级当然是和

这个flux是有关系的

所以它不是平着画了而是斜了

就是我这个能级的能量

是和我外面加的flux有关系

你可以通过调整这个flux

让这个能级在这个线上

它的能量就在这个线上来运动

这样倾斜的还有这

这个地方倾斜的

这种倾斜的这就是左阱的能级

右阱的能级它就是这样斜的

这个是右边的能级

好 量子力学里边

有一个非常重要的现象

这个要给大家仔细讲一讲

这个现象在Feynmans的第三卷

第八章第六节讲什么

讲的ammonia molecule时候讲过

大家一定要去看

我现在把它的物理说一说

ammonia molecule分子结构是什么呢

三个氢一个氮

三个氢组成一个等边三角形

在一个平面里面

那你这个氮在哪儿呢

这个氮原子它或者

在你这个三角形平面上头

或者在三角形平面的下头

那你在上头

和在下头它的能量是一样的

这就相当于什么呢

而且如果你要让这个氮原子

逼近这个氢原子平面

越来越近的话

它是受到一个排斥的

也就是说相当于

它要冲过一个势垒

穿过了势垒到下边以后

再往下走能量就越来越小了

正在这个平面上的时候

这就是一个势垒

所以这个也就相当于

一个双阱一样

刚才说我们这个体系是个双阱

这个ammonia molecule

它的势能也是一个双阱

你这个氮原子从左阱到右阱

从右阱到左阱是要有tunnelling

那你左阱有个基态

右阱有个基态

但是在真正的这个ammonia molecule里面

它左右量子力学它是有coherence

它是可以有tunnelling

所以这个时候就实际上又等于

解这个量子力学的

这个隧穿的问题

所以大家一定看

Feynmans第三卷的这一节

好 那现在我这个双阱没有tilt

没有tilt

左边一个能级右边一个能级

它不就在这吗

两个能级的能量是一样的

我现在有了tilt

这个就是左阱的能级是这样

右阱的能级就是这样

刚才给大家在图里边比过

从左下到右上的这是左阱的能级

从左上到右下的是右阱的能级

所以这个就是0 fluxoid state

那么这一个就是1 fluxoid state

你量子力学两边能级的两个

左阱和右阱的能级

有了相干它就会有隧穿

有了隧穿以后

它真正的这个体系的它这个能级

就有了混合了

形成了什么呢

形成了一个基态在这里

大家看这是基态

这个就是激发态

所以这个时候

它这两个的能级就不一样了

你看基态的这个和ε的关系

就是这条曲线

激发态的就是这条曲线

基态和激发态在ε的0点

就对称双阱的那有一个能吸

这个叫做能级

就是由于有了隧穿的话

这个地方就会有一个gap

这个请大家去仔细看

这也就是说我有一个双阱

左阱一个能级右阱一个能级

如果它们之间没有tilt

那它你归你我归我

互不相干

如果有了coherence

它量子力学上相干了

它这两个它又混合了

于是就发生这种现象

我的状态的基态和激发态

就分别是这两个态的相干叠加

一个加一个减

这时候中间出来的这个

有一个tunnelling gap 或者你叫tunnelling splitting

就是它原来这两个

你看在这不是合在一块了吗

现在有了相互的mixing

它就分开了

这叫tunnelling splitting把它分开了

分开了就表示两边有了coherence

它可以tunnel

这是一个重要的量子力学的表征

没有量子力学的coherence

它你左边归你左边

右边归你左边

这是个经典的double well

真正量子力学double well

有了coherence就会出现这种现象

好了 所以现在我们再来看

刚才说的这个情况

我左阱是这样的图

右阱是那样的图

那当然理论上说你很可以

从左阱的一个能级

比如说这个能级

跳到右阱的这个能级

当然这个能量就有差别了

这个不好跳

如果在它附近有一个能级

很接近甚至于相等

它就可以从这跳过去了

那可是真正的你要在实验上发生

tunnelling

当然大家在学量子力学的就知道

它是一个几率很小的过程

你让它发上tunnelling半天才一个

你做这样的实验你告诉大家

它同时又在左边又在左边

它半天不跳

那它不可能同时都在

所以你必须得想办法帮它忙

帮什么忙呢

叫做light assistant tunnelling

你外边拿一个确定能量微波

照它一下

一照发生什么影响呢

你看这里是原来

那个左阱底的一个能级

你一照它吸收了一个光子

能量跑到这来了

就是这个点划线

就是个点划线给出来的这个能级

跑到上头在这

这是点划线

从下边这个能级

跑到点划线这个能级来

而你现在你那个双阱上面的能级

都是发生刚才所谓的tunnelling

它有mixing

mix是什么呢你看

它本来有这么一个zero fluxoid state

是从左下到右上

还有一个1 fluxoid state

是从左上到右下的

但是它中间有了coherence

所以它有一个tunnelling splitting

它就会出现两个相干的状态

一个是0+1的

就是下面这一条弯的线

一个是0-1的

就是上面的弯的这条线

好 现在你左阱底部的一个能级

吸了一个光子以后

跑到这个点划线来

于是它就和你的这个

双阱比较高的地方

发生这个tunnelling splitting的这两个能级

在这两个箭头的地方就相交了

它能量就一样了

实际上就等于光帮忙

把左阱底部的一个能级从这

变到这然后就隧穿到了

这个基态来了

如果和这边右阱线相交

你这个激发态

当然它可以有Φ的不同了

Φ不同它可以在这

也可以跳到这个激发态上去了

所以说这个叫做light assistant tunnelling

再继续讨论这个现象以前

我们先说一下这个图

这就说明量子力学和经典

或者是到它的过渡

这是怎么过来的

那么我们就说左边

这个就是给大家解释

量子力学什么叫tunnelling

就是你比如在这个阱里边

有一个状态

这有一个势垒

它平时在这待着过不去

但是它有可能因为

你这个势垒在这掉下去了

它可能隧穿这个势垒

到这个状态去

这就是量子力学的隧穿

好 那么我们现在看对称双阱

如果我有个对称双阱

左边有一个基态右边有个基态

如果现在量子力学还没起作用

就是这两个状态之间没有相干

那就你归你我归我

老死不相往来

就是这么一个状况

这是量子力学里边

没有相干的状态

如果我现在是量子力学里边

弱相干的状态

这左边右边有相干

但是很弱

所以会发生什么现象

就是这样

我比如说起初我这个状态在左边

过了某一定的时候它一高兴

跳到右边去了

跳到右边去了在那待住了

它过一会儿想家了

我回去吧

就又跳回来了

这种hopping叫做sequential hopping

它不是周期性的

这个跳来跳去

周期性的跳来跳去

那是你这个coherence比较强的情况

才会发生

那如果你是double-well

然后你这个coherence又很强

这个时候就发生coherence osscilation

就是这个左边右边

它周期性跳来跳去

周期性跳来跳去

mix很强

它于是就发生了混合

量子力学就告诉你

这时候体系就有个基态

这就是0+1

前面有个二分之一

上面这个是0-1

前面有个根号二分之一

所以这个时候是coherence比较强

发生在量子力学里面的这个状态

好

现在我再回去说明我们这个现象

这个现象就是我现在用light assistant tunnelling

用了assistent tunnelling以后

你就会发现你在实验里面

实验是怎么做的呢

实验是这么做的

我现在这个来变

外边加进去的这个磁通

这个磁通加进来以后

就在合适的时候

因为刚才那个light assistant tunnelling

你必须得在那个两个箭头的地方

在两个箭头的地方才能发生

你看吧

本来在这光一帮忙

你到了这个能级上

这个能级什么时候才容易跳到

这个高处的低态呢

在这

这个地方必须你的外加的

这个Φx必须是一个

这个值合适

让它在这

它才能相遇

如果你要想做这个tunnelling

那你必须外边这个Φ的值在这

这个时候你这个光加上去的

这个帮助它的

才能够和上的这个能级相遇

所以这和Φ是有关系的

好 那我做起实验来就这样用

我变Φ

你变的话合适了

这个就是左边那个可以发生了

这个是右边那个可以发生了

那么这样不同的这些曲线

代表什么呢

代表那个U0那个位置不同

大家回去再看一下

U0的这个图

U0在哪里

δU0在这里

它是由谁控制呢

它是由这个左边的

这个线圈控制的

我变更它就可以变更这个δU0

于是变更出这些曲线来

就是这个地方δU0在这了

它是用温度来表示

这是8.559k

这个是U0比较小

越往这边来是U0比较大

量子力学的计算也好

你的实验也好就发现

你刚才那两个箭头它的距离

有一个距离是在这

8.956k的时候

δU0合适的时候

那两个箭头的这个距离最短

你如果让那个δU0更大

它就越来越宽了

让它越来越小

它也越来越宽了

这个那咱们必须得回到这个图

在这看

你看这个地方画的这个两个箭头

是δU0是上边有个标定的值

那是9.117k

它是画了这么样两个箭头

如果你比如说让它变小

那那个时候它那个两个箭头

你比如这还有一条

这还有一个相交的点

这还有一个相交的点

那是这个时候δU的值变小了

它这两个交点比起刚才

这两个往里边挪了

所以说你用不同的δU0

你就可以得到这样一系列的结果

我刚才那个9.117k

还不是那个最小的

最小的在这里

9.117k那个是刚才我们那个

图上画的那两个箭头比较宽

刚才看到有个比它小的

那这就是比它小

最小的是这个8.956k

这两个最小

比它再小又加宽了

所以你就可以在不同的情况底下

实现这个quantum tunnelling

箭头有

实验里边你怎么知道

它发生tunnelling

还得回到原来这个图

看这个实验设备

你看这右边还有一个SQUID

叫做DCDQUID

它是一个直流的SQUID

它是干吗用的

你看这都有线圈摆在这个地方

如果我在我的设备里边

发上了tunnelling

就是从zero fluxoid跳到右边1 fluxoid

这什么意思

你本来是顺时针的超导流

现在一下变了逆时针的超导流了

左边是那个超导流是顺时针

右边逆时针的

你这么大的一个变化

它不就感应到这了吗

于是这个地方就记录了

这个地方一有记录就知道

好 你有tunnelling

那我们对实验怎么做呢

就是变这个Φx

变Φx的时候就调它

调到合适了

让那个Φx正好到达

刚才那个箭头的位置

这是这个9.117k的δU0

变到δx从左边变

变到这

好 tunnelling来了

右边记录了

再变到 变到这

右边又记录了

那你不同的δUk

它这个两个距离是不一样的

两个距离是不一样

分别你在这两个最大的值的时候

发生tunnelling你右边就正好记录

所以说你要看的

确实是发生了tunnelling

这里画的就是一个

一个zero fluxoid one fluxoid

它有一个最近的相距有一点

这你看有一个最近

这有个最近

然后你不同的flux的值

它到底在这个上面

什么得到发生tunnelling

你都记录上

你所以你可以很好地看到

它是原来的是从哪一个zero fluxoid

到哪一个one fluxoid

确实是到那两个这个能级上

而且这个是很仔细地来描出你个

一个是zero fluxoid的加one fluxoid

那它那个能级是这样的

zero fluxoid减去one fluxoid

是上面这一个

你所有的这个能够

达到的能量的点

表现在这

而且在这个地方它特别想把

这个tunnelling splitting给大家描述出来

你看确确实实这个地方有了gap

有了gap表示什么

表示我双阱的左边的状态

和右边的状态

有很强的coherence

它才能够这里边出现这个gap

因此现在我就证明了

我确实我这个体系它

你说它是在左阱还是在右阱

它都在

而且它在不停地在那做这个tunnelling

所以说这个时候有死猫有活猫

死猫跟活猫它的干涉

不干涉它没法做这个tunnelling

做这个

左右这个做隧穿

它不相干没有这个tunnelling gap

所以现在这个实验完全证明了

我实验室里

可以有一个宏观的薛定谔猫

这一节就介绍到这里