第119章 麥克斯韋妖(今日兩萬更奉上!求月票)
林宇講完後,終於到了最後一個環節。
當他鞠躬的時候,人還是有些在抖的。
但好在他之前已經在院士這種頂級專家前裝過一波了。
現在就算是在一群清華的畢業生面前侃侃而談,簡述自己對理論物理的研究,也不會那麼的怯場了。
但他知道,這絕不算完。
接下來眾人的提問才是真正考驗他的時候。
掌聲足足響了5分鐘。
林宇站在講台上,被這掌聲弄得有些不好意思。
他幾次抬手想示意大家停下來。
但反而每當他抬起手,掌聲更熱烈了。
最後還是王院士過來幫他打圓場。
王院士站起來,轉身對著學生們揮了揮手。
「行了行了,再拍下去手都要腫了。」
教室里漸漸響起一陣笑聲,良久,才漸漸平息。
但沒人起身離開,也沒有人奔著食堂去搶飯。
所有人都還坐在原位,目光灼灼地盯著台上那個穿著白襯衫的年輕人。
他們的目的很明確。
林宇講的是前沿中的前沿。
他們這些想搞學術的,不可能不懂。
不論是真空腔還是陷光阱。
實際上就連雷射冷卻技術都是10年前的新技術。
在這個連網絡都沒有的時代。
書籍的傳播效果也不快。
他們連學到或者了解到這種知識的渠道都幾乎沒有。
眼前有了林宇的講述。
恨不得把林宇放在講台上再講個三天三夜。
林宇被這目光盯得有些發毛,下意識地摸了摸鼻子。
「那麼——各位還有什麼問題嗎?」
話音剛落,幾十隻手齊齊刷刷地舉了起來。
林宇愣了一下,然後笑了。
「行,那就再聊一會。」
他隨手點了第一排的一個老先生。
這位老先生站起來,推著眼鏡,聲音嘶啞的說。
「林同志,我是材料系的,姓陳。」
「你剛才講的那個蒸發冷卻的過程,我有個疑問。」
「您說!」
「用射頻場把高能原子踢出去,這個想法很好。」
「但怎麼保證只踢走熱的,不碰冷的?」
「射頻場的頻率怎麼選?」
「做不到,這難道不又是一場麥克斯韋妖似的思想實驗?」
所謂物理學四大妖精裡邊的麥克斯韋妖。
是麥克斯韋根據熱力學第二定律意識到自然界存在著和熵增相拮抗的能量控制機制。
但他壓根就沒有辦法清晰地說明這個結構。
他做到了一個簡單假設,把一個絕熱容器分成相等的兩格。
中間是由小妖精控制的一扇門。
其中的空氣分子做無規則的熱運動時,可能會撞擊上。
我們可以選擇性地將速度較快的分子放入一格,將較慢的分子放入另一格。
這樣其中的一格就會比另外一格的溫度高。
因此利用溫差就能驅動熱機做功。
最後搞出第二類永動機。
而磁場射頻就是類似這種的過程。
怎麼精準地選擇高能原子?
動得越快的原子越熱,動得越慢的原子越冷。
如何才能保證只踢走熱的,不碰冷的呢?
林宇點頭,這個問題問得專業。
他轉身在黑板上拿了個能級圖。
這都是他儲備知識里的一環。
還在他能解決的範圍。
「陳老師問得好呀,關鍵在於塞曼效應。」
「在磁場中,原子的能級會發生分裂,分裂的大小取決於磁量子數和磁場數量。」
「冷的原子被囚禁在磁光阱的底部,那裡的磁場為零。」
「熱的原子在阱壁附近震盪,那裡的磁場比較強。」
「所以——」
別看林宇說的是一些專業知識。
其實說白了就是,熱的原子和冷的原子不會在一塊。
輕者上升,濁者下降。
陳老教授聽完之後,眼睛一亮。
塞曼效應是解決磁矩和空間取向量子化的問題而提出的。
現在他們並沒有想過能把塞曼效應用在這。
「所以不同位置的原子能級分裂程度不一樣!?」
林宇確認的點了點頭。
「沒錯!」
「只要選對了射頻頻率,就就能只控制那些在強磁場區域的原子。」
「上方的這些原子從束縛態激發到非束縛態,它們自然就跑掉了。」
「但陷阱底部的那些冷原子磁場為0,能級根本就沒有分裂,射頻場共振不上來,自然就留下了。」
聽完林宇的講述,陳老愣了兩秒,然後猛地一拍大腿。
「妙啊,這個設計太妙了!」
他點點頭,示意自己沒有問題了。
隨後嘴裡念叨著什麼,不斷地在筆記本上飛快地記錄著。
林宇再次看向場中,依然有不少的人在瘋狂舉手。
於是林宇又點了第二排的一個中年學者。
「林同志,我是精密儀器系的。」
「你剛才說BEC可以用在原子鐘上,這個我懂。」
「但你說能用在量子計算上,這個我想不通?」
「你剛剛明明說BEC里的原子全都處於同一個量子態。」
「不就是一模一樣的東西嗎?」
「量子計算需要的疊加態、糾纏態這些——」
「全都一樣了還怎麼算?」
這個問題問得也很尖銳。
但好在後世已經有了量子計算機,甚至量子手機都出現了。
科大國盾搞了17年,量子通信的手機都快要落地了。
「這位老師說的對,BEC本身確實不是量子計算的直接載體。」
說到這,林宇特地頓了頓,加重了語氣。
如果有人能跟著這個方向去研究的話。
也能讓量子領域的突破會來得更快些。
這才是林宇出來演講的目的。
有些知識,他沒必要一個人死死地把持著。
交給其他人,讓他們去搞,才能最快的發展國家。
「我們推測,BEC是製備量子比特的絕佳起點。」
「大家不如仔細想想。」
我們平時用的手機流量幾KB幾MB,這個B就是比特,bit。
而量子比特就是在量子計算中,和這個傳統比特相似的東西。
「想要製造量子比特,首先需要什麼?」
台下的眾人先是沉默。
隨後零零散散,有幾個學生大膽開口。
「要考慮好的相干性、長的退相干時間,還有精準的控制能力?」