科学家证实量子纠缠 或打破爱因斯坦光速不变原理|量子纠缠|代尔夫特理工大学_凤凰资讯
科学家证实量子纠缠 或打破爱因斯坦光速不变原理
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物理学家约翰·斯图尔特·贝尔1964年首先设计一个实验作为证明“‘幽灵般的远程效应’真实存在”的一种方法，因此，研究人员把他们的实验称为“没有漏洞的贝尔测试”。荷兰代尔夫特理工大学的科学家采用贝尔实验方法，证实相距1.3公里的成对电子之间存在“量子纠缠”。
原标题：荷兰科学家领导的国际科研团队证实量子纠缠 或打破爱因斯坦光速不变原理 量子真的也纠结！近一个世纪以来，科学家一直在为&量子纠缠&(quantum entanglement，有译为&量子缠结&现象)而纠缠不休，因为这种微观物理现象似乎不遵守物理学基本定律&&光速不变，而被爱因斯坦斥为&幽灵般超距作用& 。今年年初，&量子纠缠&还被列为&21世纪十大待解科学谜团&之一。 但是，在最近在一个具有里程碑意义的研究中，一名荷兰科学家领导的国际科研团队表示，他们的实验据说可以证明量子力学最根本的理论之一：物质的确可以远隔却互相作用。这或许会打破爱因斯坦著名的&上帝不掷骰子&的说法，有科学家表示，该研究证实微观世界中成对的亚原子粒子( sub-atomic particle)之间存在超越时空的信息传递方式。
&量子纠缠&视为21世纪十大未解科学谜团之一 据《纽约时报》10月22日报道，荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)的科学家采用贝尔实验方法，证实相距1.3公里的成对电子之间存在&量子纠缠&。 一个半月前，观察者网已经报道贝尔实验原理，这项研究可能宣告爱因斯坦隐变量理论出局。 而荷兰代尔夫特大学的用贝尔实验证实了量子纠缠的研究，周三在国际权威科学杂志《自然》上公布，进一步证实了一个爱因斯坦曾经公开拒绝的想法。这一发现是对古典物理称为&定域性原则&（locality）的基本原则又一打击。其定律指出，一个物体只能被它周围的环境直接影响。 进行该研究的首席科学家罗纳德汉森(Ronald Hanson)教授说，量子论必须承认&幽灵般的远程效应&，他也拒绝接受&宇宙可以表现得如此奇怪，如此明显地随机&这一概念。
荷兰代尔夫特大学科维理纳米科学研究所物理学家罗纳德&汉森 互相分离的粒子可以被完全&纠缠&，其结果是，无论两个粒子之间的距离是多少，测量一个粒子几乎同时会影响到另一个。爱因斯坦对这一说法更是嗤之以鼻，他对量子理论引入的不确定性不以为然，认为量子理论具有上帝玩骰子的暗示。 但自20世纪70年代起，物理学家一系列精确的实验正在不断地消除疑虑&&一些被称为漏洞的另类解释&&即使相隔整个宇宙，两个已经纠缠的粒子可以立刻互动。 由荷兰代尔夫特大学的科维理纳米科学研究所，物理学家罗纳德&汉森领导，以及来自西班牙和英国的科学家加盟进行的新实验为量子力学以下理论提供了最有力的证明：由亚原子粒子纤维构成的奇怪世界的确存在，其中的物质在没有被观察之前，不具有任何形式，并且，时间不但向前行进也向后行进。 物理学家约翰&斯图尔特&贝尔1964年首先设计一个实验作为证明&&幽灵般的远程效应&真实存在&的一种方法，因此，研究人员把他们的实验称为&没有漏洞的贝尔测试&。 &自上世纪70年代，这些测试就已经完成，但总是需要额外的假设，&汉森博士说。&现在我们已经证实了幽灵般的远程效应的确存在。& 根据这些科学家的论断，他们现在已经排除了所有可能的所谓隐变量，那些根据经典物理定律，可能解释远距离纠缠的隐变量。 代尔夫特大学的研究人员能够把相距1.3公里的两个电子纠缠起来，然后在它们之间传递信息。物理学家使用&缠结&一词表明他们使用某些方法来生成成对的粒子，其结果是它们彼此之间不独立。科学家们把两颗钻石分别放在代尔夫特理工大学校园内的两侧，距离1.3公里。 每块儿钻石含有一个可以俘获单个电子的微小空间，此空间具有一种称为&自旋&的磁性，然后用微波和激光能的脉冲来纠缠，并测量电子的&自旋&。 校园的两侧设有探测器，两个电子之间的距离确保做测量的同时，信息无法以传统的方式交换。 &我想这是一个设计完美，巧妙的实验，将有助于推进整个领域，&麻省理工学院物理学家大卫&凯泽(David Kaiser)说，他没有参与这项研究。然而，凯泽博士，和另一组物理学家正准备明年进行一个更加雄心勃勃的实验，不久将截取和测量宇宙最边缘的光。他还说，他认为荷兰实验并没有解答所有的疑问。 测试发生在一个令人费解的和独特的领域。根据量子力学，直到粒子被测量或以某种方式观察到它们的时候才具有可以验证的属性。直到这时，它们可以同时出现在两个或更多的地方。但是，一旦测得，它们塌陷成一个更经典的现实，只有一个位置。
爱因斯坦错了么？ 证实存在超越时空和超光速现象 另据英国《每日邮报》10月21日报道，汉森教授说：&当看到两个电子发生纠缠时，真是很有趣。& 汉森教授的研究组在实验中观察电子的&旋转&磁特性(spinning)，此特性有&上旋&(up)或&下旋&(down)的两种表现。 汉森教授描述道：&两个电子都是同时上下，观察其中一个总是下旋，另外一个上旋。两者完美地相互关联，当观察一个具有的磁特性时，另一个永远是相反的特性。即使另一个电子在银河系另一端的火箭上，它们之间的这种影响也是瞬时的。& 汉森教授的研究组解释，他们在该研究中消除了造成产生其他作用的隐藏变量，如将电子置于微小钻石槽中，消除了主要的贝尔实验&漏洞&(loophole)，因此所检测的电子间不可能存在任何&秘密&通信机会，也不存在受检电子被误认为代表其他所有周围粒子的情况。 《每日邮报》说，这项实验表明成对的亚原子粒子之间存在一种超越时空的看不见连接。这是一项具有历史意义的实验，因为它为人们找到最明确的证据说明这种量子效应，证实曾被爱因斯坦认为的著名&幽灵般超距作用&是实实在在的。 虽然爱因斯坦认为这是不可能发生现象，他觉得空间中两点之间的信息传递速度不可能比光速快，但是实际上，发生量子纠缠的一个亚原子粒子可以立即影响到另一个，无论二者相隔多远，这种信息传递速度为超光速。 伦敦大学学院(University College London)纳米技术专家约翰莫顿(John Morton )教授认为，这是令人激动的结果，尽管有些科学家勉强接受这样的事实：量子物理真的可以产生爱因斯坦所认为的&幽灵般超距作用&。 对于一些物理学家，尽管新的实验声称&无漏洞&，事情还没有完全结束。&这项实验已经很漂亮地堵住了三大漏洞中的两个，但三分之二是不是三分之三，&凯泽说。&我十分相信，量子力学是大自然的正确描述。但是，坦率地说，我们还不到使用最强烈的语气说话的地步。
荷兰代尔夫特理工大学的科学家采用贝尔实验方法，证实相距1.3公里的成对电子之间存在&量子纠缠&。 向&量子互联网&实用化前进一步 这项实验具有深刻意义，会引发具有挑战性的哲学问题。英国伯明翰大学(Birmingham University)凯伊邦格斯(Kai Bongs)教授认为，这项研究不但向人们展示量子现象与传统经验之间的差异有多大，而且具有开发超级安全加密通信技术的实际意义。 《纽约时报》报道称，这个实验不仅仅证实了量子力学反常识的理论，也是朝着所谓的&量子互联网&的实际应用前进了一步。目前，面对功率强大的计算机建构在大数因子分解能力基础上的加密技术和另一些有关策略所具有挑战性，互联网的安全性和电子商务的基础设施很令人头疼。 像汉森一样的研究人员设想一个由链状纠缠粒子环绕整个地球而形成的量子通信网络。这种网络能够安全地共享加密密码，并且绝对能够监测到窃听的企图。 观察者网注意到，在量子网络研究领域，中国科学家处在世界领先水平。中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组，日前成功实现确定性单光子的多模式固态量子存储。该成果在国际上首次实现量子点与固态量子存储器两种不同固态系统之间的对接，并实现了100个时间模式的多模式量子存储，模式数创造世界最高水平，为量子中继和全固态量子网络的实现打下了坚实的基础。 延伸阅读： 今年科学家对量子纠缠还有哪些研究？ 量子瞬间传输中国人又近了一步 《科技日报》3月5日报道，如果你能拥有一项超能力，你会选择什么？相信&瞬间移动&会是不少人儿时的梦想。这种超能力在物理学上并非不可能。如果我们能够对构成物体的每一个粒子进行测量，然后在目的地用同样的粒子完全复制其状态，就可以得到一模一样的物体。如今，中国科学家在这项技术上取得了重大突破。 今年2月26日，《自然》杂志发表封面文章，介绍了中国科技大学潘建伟项目组的&多自由度量子体系的隐形传态&研究。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了瞬间传输技术的大门。 5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻解释了这项研究：&从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我；我在北京复制它。& &量子隐形传态&的原理是基于&量子纠缠&。 中科大网站介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了《自然》杂志&百年物理学21篇经典论文&。 然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。 潘建伟对科技日报介绍说：&测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。& 中科大此次就是进一步发展出了&非摧毁性的测量技术&。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的&自旋&和&轨道角动量&两项信息能同时传送。 量子纠缠或许存在&金发女孩效应& 《科技日报》10月13日报道，就像童话故事《金发姑娘和三只熊》中所描述的，凡事都应有度，而不能超越极限，按照这一原则行事产生的效应，人们称之为&金发女孩效应&。一项新研究预测，量子纠缠（物质与光之间相互作用的状态）也存在这种效应，并提出宇宙在&既不太快也不太慢&的情况下起源。 据物理学家组织网报道，通过研究物质和光同时存在的系统（包括宇宙在内），研究人员发现，以适中的速度经历量子相变会产生最丰富、最复杂的结构。这些结构类似于平滑、空洞的空间中的&缺陷&。研究结果发表在美国物理学会主要会刊《物理评论A》上。 在日常世界中，一种物质可以在不同的温度条件下经历相变，例如水可以在足够热或足够冷的条件下变成水蒸气或冰。但是在量子世界中，一个系统可以在绝对零度的情况下经历相变，只要改变光和物质之间互相作用的量就可以。这种相变会产生量子纠缠。 科学界普遍认为，宇宙中星团、行星系统、星系等结构的诞生源于量子相变，而且经历相变的速度越快，产生的结构就越多。最新研究否定了这种说法。 &我们的研究认为宇宙是在适中的速度中被&烹饪&出来的。&研究者之一、美国迈阿密大学物理学教授尼尔&约翰逊说。他把经历量子相变时光和物质高度纠缠的结构比作加热牛奶和燕麦时从无到有形成的粥块。如果以恰好的速度经历相变，这种结构会更为复杂，这类似于以恰好的速度烹饪时，粥块会更好吃。 该研究涉及多种规模不同的光与物质同时存在的系统，而且它所预测的量子纠缠的&金发女孩效应&可以在理想的条件下通过实验设备实现。研究人员正试图确定能够产生加强的量子纠缠效应的精确条件，以供其他研究人员在实验环境中实现他们所预测的情况。 最新研究为如何产生、控制和操纵量子纠缠带来了启发，也为开启超快量子计算、超安全量子密码、高精度量子计量学以及量子态隐形传输等下一代未来技术提供了钥匙。 美日科学家发现时空可能来自量子纠缠 腾讯太空5月30日报道，东京大学科维理宇宙物理学与数学研究所科学家Hirosi Ooguri称时空的出现可能来自量子纠缠，量子纠缠是个深奥的问题，关系到广义相对论和量子力学，比如黑洞信息悖论等。根据科学家的研究发现，光量子纠缠和时空之间存在联系，目前物理学家和数学家正在从量子纠缠的角度去解释时空是如何出现的，这是广义相对论与量子力学之间统一理论迈出的重要一步。除了日本东京大学外，美国加州理工学院的数学家马蒂尔德等人也参与了本项研究，论文发表在物理评论快报上。 物理学家和数学家一直在寻找建立在广义相对论和量子力学基础之上的统一理论，广义相对论解释了引力和大质量天体的现象，比如恒星、星系在宇宙的运动等，而量子力学则从亚原子到分子尺度解释微观的现象。科学家认为应该还存在未知的全息原理能够统一这两个理论，并包含它们的基本特征，根据全息原理，原理的三维时空能够由量子力学二维表面进行解释。换句话说，广义相对论中的三维时空来自量子力学的二维表面，但其中的过程一直是个谜。 不过东京大学和加州理工的科学家发现，量子纠缠能够解决这个问题，利用量子理论计算能量密度，在三维时空中增加了引力相互作用，在二维量子表面上建立出时空模型。量子纠缠的重要性此前已经被科学界所知晓，但在时空中量子纠缠的具体作用仍然并不明了。量子纠缠在爱因斯坦的理论中被认为是超距作用，而东京大学和加州理工的科学家的研究表明，量子纠缠还可能产生额外的时空维度。
[责任编辑：PN037]
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原子构筑了世界,如何知道原子的存在?
文章作者：lili |
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原子很小，真的非常小。你可能听说过，大千世界都是由微小的原子构成的。你或许也知道，我们无法用肉眼看到它们。但原子确实存在，并与每样事物发生相互作用，构筑了我们的世界。
然而，对大多数人而言，知道这些远远不够。科学的荣耀之处在于，它总是通过实际观测来发现的奥秘。那么，我们如何得出原子确实存在的结论呢？对这些微小的结构，我们究竟了解多少呢？
要证明原子的存在似乎非常简单：只需要在显微镜下观测就可以了。事实上，这个方法并不奏效，因为即使用最强大的光聚焦显微镜，我们也无法看到单个原子。物体之所以可见，是因为它能够反射可见光波。但原子远远小于可见光的波长，因此无法反射可见光。换句话说，原子对光而言是不可见的。但是，原子能对另外一些事物产生可观测的影响。
1785年，荷兰科学家扬&英格豪斯正在研究一个他无法理解的奇怪现象。在他的实验室里，煤粉中的一种微小粒子在酒精表面乱飞。
大约50年后的1827年，苏格兰植物学家罗伯特& 布朗也描述过与之相似的情况。在他将显微镜对准花粉粒时，发现一些花粉粒释放出微小粒子，这些粒子随机地四散开去。
起初，布朗怀疑这些粒子是某种未知的微生物。于是，他用其他物质（如岩石尘埃这样的无机物）替代花粉粒重新进行实验。然而，他看到了相同的奇怪运动。
科学地解释这一现象用了将近一个世纪。爱因斯坦发展出一套数学公式，能够预测这一特定类型的运动。后来，这种不规则的运动被命名为布朗运动。
爱因斯坦的理论认为，这些来自花粉粒的粒子之所以动个不停，是因为它们在不停地与成千上万个微小的水分子相互碰撞，这些分子是由原子构成的。
虽然从词源来看，&原子&意味着不可分割，但事实是原子仍可进一步分解伦敦科学博物馆馆长、剑桥大学的哈利& 克利夫这样解释：&爱因斯坦对布朗运动的解释是，粒子实际上是因水分子的碰撞而产生运动的。&
1908年，经过计算验证的观测实验证实了原子的真实存在。10年之内，物理学家进行了更进一步的研究。通过分离单个原子，他们越来越了解原子的内部结构。
令人惊奇的是，原子还可以进一步分解。&原子&一词来自希腊语&atomos&，意为&不可分割&。物理学家已经认识到，原子并不是一个个固体小球，将它们想象成微小的带电&行星&系统或许更为恰当。原子主要由三个部分组成：质子、中子和电子。想象一下，质子和中子一起形成&太阳&，即原子核；原子核位于原子中心，它的周围环绕着行星一样的电子。
如果原子已经小到不可思议，那么这些亚原子粒子更是小之又小了。有趣的是，在原子的三个组成部分中，最先被发现的恰恰是最小的电子。
想象一下它们之间的差异：原子核中的质子，其体积大概是电子体积的1830倍。电子绕着原子核运动，就如同一个小鹅卵石绕着一个热气球运动。
第一台粒子加速器
然而，我们如何证明上述粒子的存在呢？虽然它们极其微小，却可以产生巨大的碰撞。1897年，发现电子的英国物理学家约瑟芬&约翰&汤姆逊用一套令人拍案叫绝的方法证明了电子的存在。
他用来进行实验的特殊装置被称为布鲁斯放电管。这是一根形状奇怪的玻璃管，其中的空气被抽空。接着，一个带负电荷的电子被放入玻璃管的一端（这个电荷足以清除管内剩余气体分子的电子）。电子带负电荷，因此它们从玻璃管的一端运动到另一端。由于玻璃管内基本上处于真空状态，这些电子可在不受原子阻挡的情况下通过玻璃管。
电荷使得电子以59500千米/ 秒的速度撞到玻璃管的另一端，撞入由更多电子聚合而成的原子中。神奇的是，这些微小粒子在这个过程中产生了令人难以置信的巨大能量，并发出奇妙的红绿色光芒。
&从某种意义上说，这是世界上首个粒子加速器，&克利夫说，&这个装置从玻璃管的一端到另一端加速电子，当电子撞到玻璃管尽头时，就发出了这种光。&
汤姆逊发现电磁场可以改变电子束的方向，因此他确定这不仅仅是奇异的光线，也是带电粒子。原文地址：http://www./article/8.html
或许你会好奇，这些电子究竟是如何在原子中绕着原子核独立做环绕运动的。其实这便是电离作用。电离是指电荷通过将电子推到周围而改变原子结构的过程，即原子受到高能粒子的撞击等作用而改变电荷的携带情况，变成带正电荷或负电荷的离子。
事实上，因为电子极易控制，所以它们可以在电路中运动。电子在铜线中的运动方式类似于火车的运动方式，即从一个铜原子移动到另一个铜原子，从而将电荷从铜线的一端传送到另一端。需要再次指出的是，原子并不是某种固体小物件，而是一种有可能发生变化，从而产生结构性改变的系统。
原子中存在一个致密的核电子的发现意味着原子还有更多值得我们探索的地方。汤姆逊的研究表明，电子是带负电荷的，但他也清楚地知道，原子本身并不带电。因此，原子中必然包含某种神秘的、带正电荷的粒子，抵消了电子携带的负电荷。
20世纪初，大量实验确认了这种正电荷粒子的存在。与此同时，科学家揭示出了原子类似太阳系模型的内部结构。
欧内斯特&卢瑟福和他的同事将薄金属箔置于带正电荷的射线束下，也即一串粒子之下。恰如卢瑟福的预测，大多数射线都能正常穿过金属箔。但是令他惊奇的是，有一些射线被反弹回去了。
卢瑟福推测，金属箔中的原子必定有一些小而致密的区域，这些区域带正电荷，因为除此之外没有什么能够以这样的强度反射射线。他发现了原子中的正电荷，并且证明正电荷不同于离散的电子，它们紧密地挤在一个很小的空间中。换言之，卢瑟福证明了原子中存在一个致密的核。
可是，又出现了新的问题。到目前为止，我们已经可以估计出原子核的质量，却没有任何证据表明其中的物质全都带正电荷。
&碳原子有6个电子，因此原子核中就有6个质子， 这样就恰好有6个正电荷和6个负电荷。&克利夫解释说，&但是碳原子核的质量不止有6个质子的重量，而是有12个质子那么重。&
人们认为另外6个粒子的质量与质子相同，只是不带电荷，它们就是中子。但是，没有人能对此进行证明。事实上，中子直到20世纪30年代才被发现。
剑桥大学的物理学家詹姆斯& 查德威克一直在为发现中子而不懈努力着。1932年，他终于取得了突破性的进展。
在此之前，物理学家曾用射线进行实验。他们用类似于卢瑟福发现原子核的方法，尝试向铍原子发射带正电荷的射线。实验中，铍原子自身放射出一种射线，这种射线能够穿透物质，既不带正电荷也不带负电荷。
这一时期，物理学家已经发现伽马射线呈电中性，并有极强的穿透力，所以他们认为铍原子发射的就是伽马射线，但查德威克对此表示怀疑。
他在实验中发射铍原子放射的那种射线，并将其对准富含质子的物质。出乎意料的是，质子仿佛受到同等质量的粒子撞击一样，被撞得飞离了原物质，就像英式台球在台球桌上相互撞击的情景。
伽马射线是不会令质子发生偏移的。因此，查德威克意识到，实验中的粒子就是中子，它具有与质子相同的质量，但并不携带电荷。
至此，有关原子的所有关键性问题都已解决。不过，故事并未就此结束。
最强大的电子显微镜能创建单个原子的图像尽管与此前相比，我们对原子的了解已经大有进步，但要对原子进行直接观测仍非易事。20世纪30年代，人们仍旧无法给出原子的直观形象。假如无法亲眼看一看它们究竟是什么样子，很多人都无法接受它们确实存在的事实。
不过，诸如汤姆逊、卢瑟福以及查德威克这样的科学家对原子理论的探索已经为我们最终描绘出原子的具体形象铺平了道路，尤其是汤姆逊在克鲁斯电极管实验中制造的电子束。
如今，电子显微镜可以发射同样的电子束，而最强大的显微镜甚至能创建单个原子的图像。这种电子束的波长仅为光波长的数千分之一，所以电子波能够受微小的原子的影响而改变运动轨迹，从而生成图像。这是光波做不到的。
伦敦大学学院的尼尔&斯基帕指出，这种图像对研究特殊物质的原子结构的人而言非常有用，比如制造电车电池的人。我们对特殊物质的原子结构了解得越深入，就越能将其设计得高效、可靠。
你甚至可以通过拨动原子对它们进行细致的研究，这就需要应用原子力显微技术。
应用原子力显微镜进行实验，就是将一个非常小的探头的一端靠近分子表面或是某种材料表面。它们间的距离如此之近，探头对它指向的化学结构将非常敏感，当它转动的时候，电阻会有所改变。这样一来，科学家就能够获取单个分子的图像。
近期，研究人员公布了应用这一方法获得的化学反应前后的分子图像。
斯基帕补充说，近期的许多原子研究，都是探索在极度高温或高压的情况下，物质的结构会发生怎样的变化。大多数人都知道，当物质被加热时，通常会膨胀。这些研究就是要揭示在加热情况下原子有怎样的变化，使得物质发生膨胀。
他说：&如果加热液体，你将看到原子呈现出混乱无序的状态。这一切都可以从原子结构图中得到直接体现。&
同时，斯基帕以及其他物理学家还用查德威克在20世纪30年代使用过的中子束发射技术，对原子进行研究。
斯基帕解释说：&我们所做的就是向许多物质发射中子束。根据散射图像，我们可以推断原子核中散射出许多中子。这样，我们就能计算出发生散射的物质的质量和大致体积。&
但是，原子并不是始终纹丝不动地待在那儿等着我们对它进行检测。有时原子会发生衰变，这就意味着它们具有放射性。
自然界中的许多元素都具有放射性。衰变过程会产生能量，这就是核能的基础，也是核弹的基础。核物理学家研究的主要内容，就是深入了解核反应过程中发生的变化。
伽马射线就是一种原子衰变辐射。不同的放射性原子会产生不同的伽马射线形态，这就意味着我们能够通过探测原子衰变过程中伴随的伽马射线的能量来辨别原子。这就是利物浦大学的哈克尼斯& 布伦南进行的实验。
布伦南进一步解释说：&这一实验所需的探测器，必须既能探测到射线的存在，又能探测出射线的能量。因为每种元素的原子核都有其独特的指纹图谱。&
射线探测区也可能存在其他类别的原子，尤其是在一些大型核反应中。因此，准确了解存在哪些放射性同位素就显得格外重要。也正因为这样，这类实验通常都在核电站或是发生过核事故的地区进行。
现在，哈克尼斯&布伦南及其同事的重点就放在研发对存在辐射的区域进行探测的系统装置上。她说：&我们所要研制的科技设备和工具，需要能够对存在辐射的特定区域进行三维成像。&
原子如此之小，但我们能从中了解到很多奇妙的物理学知识云室是一种核辐射探测装置，放射源周围弥漫着冷却到-40℃、达到过饱和状态的酒精蒸汽云。辐射源放射出的带电粒子从酒精分子中转移电子，在经过的路径上产生离子。与此同时，酒精沿着带电粒子经过的路径浓缩为小液滴。这一实验呈现出的结果令人惊叹不已。
我们还远远没有搞清楚原子究竟是什么，只是揭示出它们有着惊人的复杂结构，在自然界中能够发生许多奇异的变化。研究原子的过程使我们的科技水平以及利用核能的能力有了大幅进步，让我们更好地了解了我们生活的世界。与此同时，也能更好地预防辐射对我们的伤害。
正如哈克尼斯&布伦南所说，&原子虽然如此之小，但我们能从中了解到很多奇妙的物理学知识&。
我们周围的所有事物，都是由微小的原子构成的。深入地了解原子，我们才能更好地了解世界。
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