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什麼是量子效應

量子效應是指在某些特殊條件下,由大量粒子組成的宏觀系統表現出的整體量子現象。這些特殊條件通常包括超低溫環境。在量子系統中,微觀粒子展現出波動性,而宏觀物體通常由這些服從量子力學規律的微觀粒子組成。然而,由於宏觀物體的空間尺度遠大於微觀粒子的德布羅意波長,微觀粒子的量子特性在統計平均的結果中被掩蓋,因此在常規條件下宏觀物體不表現出量子效應。

在低溫降低或粒子密度增大的情況下,宏觀物體的個體組分可以相干地結合起來,通過長程關聯或重組進入能量較低的量子態,形成一箇有機的整體,從而使得整個系統展現出奇特的量子性質。例如,原子氣體的玻色-愛因斯坦凝聚、超流性超導電性約瑟夫遜效應等都是宏觀量子效應的例子。

量子效應包括能量的不連續、位置的不確定性狀態疊加干涉糾纏等現象。簡併(退化)的系統是在簡併溫度以下表現出顯著量子效應的系統,其相應的特徵溫度稱爲簡併溫度(退化溫度)。