巨觀量子現象

巨觀量子現象

正文

原子(含電子,質子,中子)-內部結構模型圖

在很低的溫度下，某些物質中量子力學的一些特性可以在巨觀尺度上顯示出來的現象。
當液態4 He沿飽蒸氣壓下降到2.172K時,或超導體的溫度低於其臨界溫度時,都會發生玻色-愛因斯坦凝聚現象（見統計物理學）。就是說，在液氦中有巨觀數量的氦原子占有單一的量子態，而在超導體中有巨觀數量的動量等值反向自鏇反向的成對電子占有單一的電子態。與此對應,可用一個巨觀波函式來描述這些體系。這種波函式的相位具有巨觀距離上的相干性。它的密度流（就是超流密度流）是一個量子密度流，它不攜帶熵，也不產生任何的能量耗散。這種巨觀波函式具有與微觀原子或分子波函式相同的量子性質，但是它描述的是整個巨觀物體,相位的相干使整個凝聚了的巨觀數量的質點(在超導中為庫珀對，見超導微觀理論)聯結在一起,使其具有某種剛性。對巨觀波函式的任何改變都必然牽涉到所有凝聚在這個狀態上的巨觀數量質點的同時改變。由於這種巨觀波函式的量子性質，導致在巨觀尺度上的許多量子現象。譬如，液氦中的超流，渦鏇線的量子化（見液態氦）或在超導體中的超導電流,磁通量的量子化(見超導電性）及直接反映巨觀波函式相干性的約瑟夫森效應等，這些都是在巨觀尺度上表現出的量子效應。

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