美国加州大学的两位物理学家安德鲁·克莱兰博士和罗伯特·克内贝尔博士日前在《自然》杂志上报告说，他们设计出了一种极为精细的探测器，其外有一微细水晶柱，能检测出原子级上只有零点几纳米的位移现象。
研究者希望在此基础上做一些改进，从而弄清楚量子力学的"测不准原理"是否能扩展适用范围。"测不准原理DOUBLE_QUOTATION是德国物理学家海森伯20世纪20年代提出的。按照这一原理，一个物体的位置和动量不能同时被精确地测定。对位置的测定会影响该物体的动量，反之亦然。由于这种不确定性，物理学家们就只能谈论在一个给定的时间内一个原子粒子出现在某处的可能性。
当数十亿原子聚合起来成为一个物体时，作为量子力学基本概念的"测不准原理"还有效吗？克莱兰说，这正是"我们试图探明的"。
他们设计的原子探测器是一种晶体管，类似于制造电脑芯片所使用的技术。简单来讲，晶体管用电压来控制电流，而在克莱兰等人用半导体制作的原子探测器里，其控制精度达到使电流一次只运输一个电子，另一方面起控制作用的电压又受水晶柱偏转的影响。因此，电流的变化可以用来衡量水晶柱的偏转程度。
水晶柱大致有3微米长，然而其中依然包含了数十亿原子。用它来检测原子级水平以上"测不准原理"是否还成立是足够了。对测试过程可以设想测量桥梁的例子。当一座桥由于风或交通而发生弯曲时，要对它的位置和动量进行测量可能会比较困难。但如果我们去掉这些外力，就可能对桥的位置和动量进行精确的测量。
水晶柱就是一个非常小的桥，当所有作用其上的外力被去除后，我们就可以探查到那些量子效应。克莱兰和克内贝尔把他们的装置进行冷却处理，使其温度处于绝对零度之上一点点。处在该温度下，水晶柱的位置所发生的任何变化都应当和量子不确定性有关，因此这又叫零点波动。
现在设计的装置非常精确，已能够检测到水晶柱所产生的千分之一纳米的弯曲现象。然而，它仍然处在接近于测量量子效应的水平。除了最终确定"测不准原理"是否成立外，这项研究也可能会开发出识别单个原子的显微镜。未来应用这样一种工具就可以直观地对DNA分子进行排序。（张柯）
