【量子|量子五体，你比《三体》多两体】
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作者：Sheldon
绘制：濛琪、Mirror
排版：伟俊、Mirror
美指：牛猫
鸣谢：
中科院近代物理所
原子物理中心
原子分子结构与动力学室
注：
1. 氦原子明明是由三部分组成的（一个氦原子核+ 两个核外电子） 。 为什么在这个实验中 ， 我们要把它看作两部分 ， 一部分是氦离子（氦原子核 + 一个核外电子） ， 另一部分是其中一个核外电子呢？因为在这个实验中 ， 碰撞产生的能量很有限 ， 仅仅能从氦原子中激发出一个电子 ， 使氦原子电离成两个部分 。 所以 ， 为了简单起见 ， 我们就把它看作是由两部分组成的集合体 。
2. 在真实的实验过程中 ， 氦原子是静止不动的 。 物理学家会将氢分子离子加速到很高的速度 ， 然后撞击氦原子 。 由于它们的运动不是绝对的 ， 而是相对的 ， 所以 ， 我们可以把这个过程看作是氦原子和氢分子离子发生了对撞 ， 也就是漫画里描述的样子 。
3. 量子五体实验产生的条纹 ， 并不能直接在屏幕上观察到 。 我们要将所接收到的电子按照水平方向的速度（动量）v. s. 垂直方向的速度（动量）画成一张图表后 ， 才能看到明显的条纹 。 而且 ， 如果物理学家把“双缝”（氢分子离子）的间距加大 ， 条纹的间距也会跟着变化 。
4. 氢分子离子被氦原子碰撞后 ， 有很大概率会从能量最低的状态 ， 跃迁到能量第二低的激发态 。 在第一个状态中 ， 电子在两个氢原子核周围的“波动”的节拍（相位）是同步的 ， 叫作偶宇称状态 。 在第二个状态中 ， 电子在两个氢原子核周围的“波动”的节拍（相位）是相反的 ， 叫作奇宇称状态 。
5. 物理学家是如何把实验数据分成两份的呢？严格地说 ， 他们并没有把数据分成两份 ， 而是考虑了两种极端情况 。
第一种极端情况是 ， 第一个子过程发生的概率很大 ， 而第二个子过程发生的概率很小 。 在这种情况下 ， 碰撞后得到的电子动量p_el 会小于 2倍的氦离子动量p_rec （p_el
第二种极端情况是 ， 第一个子过程发生的概率很小 ， 而第二个子过程发生的概率很大 。 在这种情况下 ， 碰撞后得到的电子动量p_el 会大于 2倍的氦离子动量p_rec （p_el > 2 p_rec） 。 物理学家用这种条件对实验数据进行筛选 ， 就得到了主要由第二个子过程产生的干涉条纹 。
参考文献：
1. Zhang S F, Fischer D, Schulz M, et al. Two-Center Interferences in Dielectronic Transitions in H 2++ He Collisions[J]. Physical Review Letters, 2014, 112(2): 023201.
2. 郭大龙, 马新文, 冯文天, 等. 反应显微成像谱仪动量及能量分辨因素分析[J]. 物理学报, 2011, 60(11): 236-244
本文原题：漫画 |啊 ， 五体 ， 你比《三体》多两体
来源：中科院近代物理所
编辑：aloysius
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