“量子涨落”在实验室被观察到！

　　在量子力学中，量子涨落（量子真空涨落）是在空间任意位置对于能量的暂时变化。从维尔纳海森堡的不确定性原理可以推导出这结论。
　　根据这原理的一种表述，能量的不确定性E与能量改变所需的时间t，两者之间的关系式为：
　　其中是约化普朗克常数。
　　量子涨落对于宇宙大尺度结构的起源非常重要，它可以解释宇宙为什么会出现超星系团、纤维状结构这一类结构的问题。根据宇宙暴胀理论，宇宙初期是均匀的，均匀宇宙存在的微小量子涨落在暴胀之后被放大到宇宙尺度，成为最早的星系结构的种子。
　　近日，巴西圣保罗大学物理研究所（IFUSP）的瓦伦蒂娜马尔泰利（ValentinaMartelli）教授和胡里奥拉雷拉（JulioLarrea）教授参与了一项涉及极端条件下的实验（特别是超低温和强磁场），研究了在极不寻常的转变中表现出量子临界点，其研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。
　　这项理论工作是由美国莱斯大学物理学和天文学教授斯奇妙领导的一个小组完成。研究发现并解释了与近藤效应双重击穿相关两个连续量子临界点的证据。
　　近藤效应是指含有极少量磁性杂质的晶态金属在低温下出现电阻极小的现象。自从1930年以来，实验上发现某些掺有磁性杂质原子的非磁性金属（例如，以铜、金、银等为基，掺入杂质铬、锰、铁等的稀固溶体）的电阻温度曲线在低温下出现一个极小值。1964年，近藤淳对这个现象作了正确的解释，因此人们常把它称作近藤效应。
　　近藤效应解释了以稀土元素为基础的金属化合物中重费米子的形成。在这些化合物中，电子由于它们的强相关性而集体行为，形成单重态（表现为单个粒子的不同粒子集合），这可以表示为稀土离子的局域磁矩与其周围传导电子的耦合，这种准粒子的质量可以达到自由电子质量的数千倍。
　　这项实验用重费米子Ce3Pd20Si6进行，它是铈（Ce）、钯（Pd）和硅（Si）的化合物。实验通过“极端条件下拓扑和奇异量子态的研究”项目继续研究。在重费米子中，电子传输类似于普通金属的电子传输，但电子是强相关的，集体行为就好像它们形成了一个单一的准粒子来传输电荷。各种集体相互作用可以影响电子，一种可能的状态是通常所说的“奇怪的金属”。它不是在量子相变中发生的，所以这种状态被称为“奇怪”。
　　相图显示了两个量子临界点，QCP1和QCP2，在这两个点上，偶极和四极磁序分别破裂。垂直轴上的量T是以开尔文为单位的绝对温度；水平轴上的量B是以特斯拉为单位的磁场。
　　实验观察到，电阻等物理性质的表现与金属中的经典电子传输有很大不同。这种现象发生在非常接近绝对零度，当温度降到这么低时，热力学涨落几乎消失了，而量子涨落被观察到，构成了电子之间发生相互作用的“介质”。
　　本研究发现，除了偶极磁序之外，材料还表现出由电子轨道产生的四极磁序。相图显示了两个量子临界点：一个是偶极序被破坏，另一个是四极序被打破。
　　量子涨落的深度解析：
　　能量是什么？
　　爱因斯坦质能方程（EMC2）揭示了质量与能量的转化关系，证明了质量与能量是等价。在宏观世界里，质量通过物质的形式体现。在物理学中，能量通常以辐射的形式体现（微观粒子，如光子、介子、中微子等）。
　　“量子涨落”证明了真空中也存在能量。所以，微观粒子的辐射现象并不代表能量的最基本形式（它是介于能量与物质的中间形式，即物质的基本形式，能量的转化形式）。
　　那么，能量究竟是什么？
　　在量子场论描述中，量子是由场能激发产生的，能量蕴藏在量子场中。量子场激发生成基本粒子，基本粒子结合形成宏观物质，但量子场不与宏观物质直接作用（场能不直接作用于宏观物体，比如，量子场不能推动地球的运动）。
　　这说明，能量是构成宇宙的基本元素，但能量不直接与物质发生相互作用（即纯粹地能量不会影响宏观物质的状态，纯能量不会推动物质的运动）。但能量在“场”的机制中会转化成为量子（“激发”形成物质粒子），能量被转移到粒子上，粒子通过“运动”的行为或力的现象（比如辐射或者相互作用力）体现了能量的大小。
　　因此，现实宇宙中科学家无法检测到“纯能量”（它不与任何物质发生作用，只能转化为物质能量的形式）。只有“物质”形式的能量才会体现出能量大小（通过力的方式、运动形式或相互作用的行为体现）。所以，目前科学家计算的宇宙能量基本属于“物质能量”，它是宇宙纯能量目前转化为物质的能量总和，但宇宙纯能量是无限的。
　　结论：宇宙是由“纯能量”构成的，“纯能量”通过某种转化机制转变为“物质能量”。“纯能量”不与物质产生作用，只有“物质能量”可以推动物质的运动。
　　猜测一：宇宙“纯能量”是无限的，科学所测量的宇宙总能量属于“物质能量”范畴。比如，暗能量或许就是纯能量，它只作用于宇宙空间延伸空间运动，但不会加速宇宙星系、星体的运动（星体之间的性对速度加快，但自身运动速度不变）。
　　猜测二：“纯能量”通过某种机制转化成物质形态，物质具有“物质能量”，它可以影响物质的运动（即目前科学对能量的认识）。因此，如果掌握这种转化机制，就可以从宇宙空间无限的提取能量，即将纯能量转化为“物质能量”。
　　量子涨落的本质原理是什么？
　　量子涨落是宇宙“纯能量”的“运动”行为，纯能量的“流动”一方面形成宇宙空间，另一方在空间中产生“量子旋涡”（因能量在空间流动过程出现的不均匀导致），即量子涨落。通过量子涨落的方式生成物质粒子，创造物质世界。