光學實驗：探尋量子與古典世界的模糊邊界

量子力學是所有現實的基礎，但在我們所處的層次——也就是所謂的古典世界中，我們卻難以察覺其存在。這兩者間的差異極為明顯，彷彿分屬不同的次元。要探索它們之間的邊界並不容易，畢竟物體和相互作用往往更容易以某種特定方式被解釋。然而，研究人員如今運用了一套猶如科幻小說情節般的裝置，對古典和量子現象進行了同步觀測。

利用光或聲音的牽引光束技術已問世一段時間。雷射可用來製造光鑷，此項成果還讓亞瑟·阿什金在2018年獲得諾貝爾獎，由此可見，利用光線移動和捕捉微小物體是可行的。

此次新實驗的目標是兩顆帶電的玻璃奈米球，研究人員使用不同顏色的雷射將它們捕捉。不同顏色代表不同頻率，因此這些小球會在雷射所決定的特定平衡點附近振盪。電荷使它們相互影響，整個裝置呈現出古典和量子行為的混合特性，若要全面理解其中的奧妙，就必須考量到這些特性。

來自佛羅倫斯大學以及國家研究委員會國家光學研究所（CNR-INO）的首席作者弗朗西斯科·馬林在一份宣告中表示：「這些奈米振盪器是少數能讓我們以高度可控的方式研究巨觀物體行為的系統之一。」

他還提到：「這些球帶有電荷且彼此相互作用，因此一個球的運動軌跡強烈依賴於另一個球。這為研究古典和量子領域中集體相互作用的奈米系統開闢了道路，也使我們能透過實驗探索這兩個世界間微妙的邊界。」

研究人員利用雷射將兩顆球放置在僅相距9微米的位置。這是個極小的距離，但足以引發所有有趣的相互作用。由於電荷的作用，這兩顆奈米球相互耦合，並能沿著光鑷軸移動，構成了一個極具吸引力的振盪系統。

研究團隊認為，此實驗裝置能大幅拓展我們對古典和量子領域中強耦合振盪器的理解。這也可能對改進雷射以及其他在系統中使用光學腔的裝置有所助益。

該研究成果已發表在《光學》期刊上。