量子力学说明，在微小法式上，粒子对会在空间中的每个点上转瞬形成和销毁，这类鬼怪般的局势被称为量子涨落。它是一种尽管在真地面也会产生的粒子和场的扰动。这类涨落是量子力学中海森堡虚浮定性旨趣的当然效果，它的存在会对界限物资形成玄妙的影响，进而致使一系列可被察看到的效应。

真空涨落。

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按照虚浮定性旨趣，咱们无奈同时绝对正确地衡量一双物理量（譬喻粒子的地位和速率），这束缚了咱们以更高精度衡量细小的力和位移。在一项新研讨中，来自麻省理工学院的科研团队初次衡量了量子涨落对人类法式物体的影响，获患了冲破量子极限的细小位移衡量。

在这项新的研讨中，被衡量的目标是咱们熟练的激光过问引力波天文台（LIGO）的反射镜。年9月，LIGO团队经由几十年的勉力，终归初次探测到了由双黑洞归并形成的引力波。LIGO活着界各地都竖立了探测器，但在那次冲破性发掘中起到首要影响的有两个，一个位于美国华盛顿的汉福德，另一个位于路易斯安那州的利文斯顿。

LIGO，呈L形的大型过问仪。

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探测器是两个呈L形的过问仪，由两个互相笔直的长达4公里的长臂构成，在长臂末了有一个品质为40千克的反射镜。其办事旨趣是位于LIGO过问仪输入端的激光器会向探测器发送一束激光，分光镜会将这束激光分红两束，离别顺着两条笔直的长臂流传，而后再从远端的镜面反射回起始。

在没有引力波的处境下，两束激光会在统短暂光返回起始，它们的波长相等，因而两束光在邂逅时产生过问并彻底对消。但假使有引力波经由，那末它会片刻地做梗到镜面的地位，使得一个长臂略擅长另一个长臂，进而影响激光返回的时光；在这类处境下，当返回的两束激光再实行过问时，便不能再彻底互相对消，进而使探测器得以纪录到由幽微的位移致使的过问图样。

为了爱护LIGO不受外部噪声的做梗，进而更好地判别出由引力波形成的这类极为玄妙的改革，LIGO的研讨人员曾经做了很多勉力来尽也许地消除这些扰动。激光中的量子涨落即是一种也许形成辐射压力的量子噪声，这类压力能对物体形成攻击。在新的研讨中，研讨人员想要懂得，LIGO是不是活络到能感想到这类更细小的效应，即在LIGO激光器的光子中所形成的量子噪声。

原本，这并不是科学家第一次在大法式宏观物体上观衡量子效应。宏观物体存在的每一刻也都在被量子涨落“踢”来“踢”去，不过对这些物体来讲，量子涨落太甚于细小，无奈形成能影响其行动的效应，因而难以被发觉。

一名光学技巧人员正在搜检LIGO的一面镜子。

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这一次的研讨目标是品质庞大40千克的反射镜，比拟于往时很多衡量量子效应的研讨，这一品质是那些纳米法式的物体的10亿倍。这使得衡量这类效应成了一项极具挑战的试验。

为了衡量是不是能在LIGO的庞大反射镜上衡量到细小的量子涨落，研讨人员为过问仪制作了一个特别的附加设立，他们称之为量子挤压器。这是研讨人员特地策画的一个安装，它能调治LIGO过问仪内的量子噪声的性质，进而节制探测器的量子噪声。

他们首先衡量了LIGO过问仪中的总噪声，这包含布景量子噪声，以及由平日振荡等形成的典范噪声。而后他们翻开量子挤压器，将其配置到一个能改革量子噪声性质的特定形态。接着在数据剖析的经由中，将典范噪声减除，进而离别出过问仪中的纯量子噪声。在此经由中，探测器会连续监测由任何噪声致使的镜面位移。

终究，研讨人员就察看到，当唯一量子噪声时，反射镜面会挪动10?2?米。这一衡量效果与量子力学的展望彻底一致。10?2?米是微小的间隔，氢原子的长度是10?1?米。类比说来，镜面位移相干于氢原子巨细，就似乎氢原子巨细相干于人类。在此以前，还从未有科研团队做出过云云的衡量。

在获患了这个效果以后，研讨小组想进一步懂得，可否也许经由把持量子挤压器来下降过问仪内部的量子噪声。

挤压器的运做旨趣是当它被配置到某个特定形态时，它也许“挤压”量子噪声的某些特征，譬喻相位和振幅。相位涨落也许被视为是由光的流传时光的量子虚浮定性引发的，而振幅涨落是由这类量子涨落对镜面形成攻击而形成的。因而，他们觉得经由实行调治，也许也许增加噪声。譬喻当挤压器处于一个也许挤压相位的虚浮定性，同时增大振幅的虚浮定性的特定形态时。

从不同角度对量子噪声实行挤压会在LIGO探测器内形成有着不同的相位和振幅比的噪声。研讨人员想懂得，假使改革挤压的角度，是不是会在LIGO的激光器和反射镜之间致使可被衡量的量子相干性。他们为挤压器配置了12个不同的角度，效果说明，这类相干性确实存在。

经由这些量子相干性，研讨人员将量子噪声以及由此形成的镜面位移挤压到了平常水准的70%。而这个值是低于量子极限的。所谓量子极限，指的是在量子力学中，给定命量的光子在理论上瞻望会形成一个最低限度的量子涨落，进而对路途上的随意物体形成特定的攻击。

经由在LIGO衡量中应用挤压光来增加许子噪声，研讨人员曾经获患了比准则量子极限更正确的衡量。这对引力波天文学来讲无疑是则好动静，它提升了LIGO在探测引力波时的活络度，使LIGO希望探测到更幽微、更迢遥的引力波。