有人会想这样的问题：为何这个蕴含着如此多的正物质的宇宙会存在呢，不是应当在大爆炸初期正反物质都湮灭的么，剩下的由于涨落造成的正物质优势应当很小才对。对于正宇宙如何形成这般深奥的问题，以我学识之粗浅固然回答不出个大概。然而，通过简单的加减法就得到“幸存的正物质会很少”这样的论断显然是错误的。因为相互作用是局域的。
    可以考虑这样一张简单的魔兽地图。在2N*2N的方阵上相互间隔地放上红蓝两色的箭塔，以达到这样的效果：除了边缘上的之外，任意一座塔上下左右相邻接的都是敌方的塔，并且也只有其相邻的塔在该塔的射程范围内。于是开始运行游戏，最后会得到怎样的结果？所有的塔都被摧毁？？如果所有塔的射程都是无穷远，ok，由于红蓝两方势均力敌，可以预见最后都完全“湮灭”殆尽。然而可惜的是，射程并非无限，而最后运行的结果应当是地图将呈现大大小小的有红塔或蓝塔构成的“集团”。正是由于相互作用的局域性，这样的“集团”结构才得以诞生。
    一维的伊辛模型没有相变，二维伊辛模型的相变点以及临界指数可以解析地给出，三维伊辛模型的相变行为只能数值求解，而更高维的伊辛模型的相变现象可以很好地用朗道的连续相变的平均场理论解释。为什么会有这样的差别？还是因为相互作用的局域性。一维的铁磁链，一个自旋单位只能与周围两个自旋单位作用；二维的网络中，一个自旋单位能与周围四个自旋单位作用；三维情况，一个自旋单位能与周围六个自旋单位作用。以此类推。如果没有相互作用的局域性，一个自旋单位可以与任意多的自旋单位相互作用，那么维数就没有意义了，所有维数下得到的结果都应当是一样的。因而可以说，相互作用的局域性导致了相同的体系在不同结构下物理性质的迥然不同。
    正如皮埃尔居里先生认为非对称创造了现象一样，我们同样可以认为：相互作用的局域性创造了这个世界如此丰富的结构，以及基于这些结构之上的丰富的物理内容。

    振子小到一定程度便会违背牛顿的力学规则，而遵循量子力学规律运动。研究者们一直希望在极低温下看到这样的转变。一个理论小组对振动的小棒分别作了量子的与经典的计算，并指出了两种行为的可观测的标志性的区别，结果公布在今年7月27日的一篇PRL上。该小组认为这种经典-量子转变可以在现今的实验技术下实现。他们希望对小物体运动的实验研究可以回答这样的问题：为何大尺度的物体服从经典的运动规则？
    例如原子之类的量子力学实体的行为与经典实体的行为截然不同。他们具有波粒二象性以及其他一些大尺度实体所没有的奇特性质。在一些关于小线圈中电流的实验中，研究者们看到了体系行为量子化的转变。然而他们从未在由振动的固体构成的所谓“力学体系”中观察到此类转变。
    大部分物理学家相信：大尺度的物体之所以没有量子性，这是由于在与外界不断作用中“褪相干”的结果[1]。由此推断，降低环境温度，尽量杜绝物体与外界的作用，那么物体将表现为量子力学实体。然而包括牛津大学的Penrose教授在内的研究者们认为，由于重力的作用，即使孤立的大质量物体也不可能表现出量子性。通过观测振动小棒在低温下的行为可以验证Penrose的想法：如果温度降到足够低，而小棒的运动与量子力学所预言的并不一致，那么Penrose是对的。
    “几十年来，在寻找振动物体的量子效应时，大部分研究者们执着于去观测一些当时没有能力去观测的‘副效应’”特拉维夫大学的Ron Lifshitz说。相反地，他的小组计算得到了随着温度与质量降低，物体行为量子化的标志特征。
    对两端固定的弹性小棒（或称之为“纳米线”）施以周期性外力，使其振动。与一般弹簧不同，弹性小棒有两个特征振幅（ms在分析力学中有计算过？！），究竟以哪个振幅振动取决于初始条件。Lifshitz的小组分别用经典力学和量子力学对三种情况下小棒的行为作了计算：孤立环境、零温环境以及低温环境。
    在低温下，根据量子力学的计算，小棒的振幅会在两个状态间转变（？！），而经典力学给不出这样的结果。由此，是否发生这种运动状态间的转换将成为振子行为是否有量子性的标志。
    根据计算，质量在10-\up(-21)kg以下的“纳米线”，在10mK的低温下将体现出这样的转换。Lifshitz期望几年内的实验将证实他的计算结果。
    尽管对微观力学系统量子化标志的观测激动人心，然而Dartmouth大学的Miles Blencowe认为这会很困难。“毕竟，迄今为止在比分子尺度或更大的力学系统中还没发现任何量子行为。”他说。然而如果这被证实，将多少使我们增加这样的信心：“量子力学的适用范围可以延伸到宏观世界”。

 

原文取自http://focus.aps.org/story/v20/st7，由于个人水平有限，翻译中有不对的地方。内容以原文为准。原文网页上有很漂亮的动画，建议去看一下。

[1]第一次听到这样的论调是在暑期学校，Weidenmullar教授讲的。他给的解释是与外界的相互作用或抹掉波函数中的相因子。于是产生了一个很有意思的问题：按照这样的论调，一个庞大而封闭的宇宙的行为应当是量子的？！按照Weidenmullar的说法，大宇宙的行为是否应该用薛定谔方程描述尚在争论中。

 

    电子偶素是由一对正负电子约束在对方的库仑场内，相互绕转而形成的一种特殊的“原子”。两年前，一个实验小组第一次在多孔的石英表面成功地把多个电子偶素“粘合”成“电子偶素分子”。然而直到今年8月31日才有理论上的相关计算结果发表在PRL上。
    当物理学家们用放射源射出的正电子束流轰击固体靶时，大部分正电子与电子相撞，湮灭为gamma光子。然而也有小部分与电子结合为“电子偶素”。
    电子偶素的寿命大致为100纳秒。多孔的固体表面强烈地影响着电子偶素的诞生与衰变。2005年加州大学的Allen Mills带领的小组在多孔的石英表面发现短寿命的高密的电子偶素物质。他们认为这是由于电子偶素结合为了短寿命的电子偶素分子。如果这是真的，这会是人类第一次观测到正-反物质分子。
    然而理论上始终无法理解固体表面对电子偶素的影响。尽管多年的实验证明，电子偶素倾向于“粘”在石英晶体表面。然而30年以来理论学家们却认为那是不可能的。
    “然而从那以来，理论计算的工具更先进了”西北大学的Rolando Saniz 说。他和他的同事用新的技术计算了震荡的电场。电场的震荡是由石英晶格以及电子偶素的位置的随机涨落引起的。电场的震荡是电子偶素之间、电子偶素与晶体表面之间范德瓦耳斯力中吸引项的起源。同时，由于石英中没有空的量子态以容纳更多的电子，当电子偶素贴近石英表面时会受到排斥。综合了这些因素，这个小组计算得到：石英表面的电子偶素有0.14eV的结合能。这与实验结果相符。
    Rolando Saniz认为，当两个电子偶素被石英表面俘获后，很容易结合为双电子偶素分子。石英表面不仅能约束相邻的电子偶素，而且在多级过程中能吸收他们的相对动量，从而使得他们结合为分子。
    Saniz的计算结果使Mills增强了对两年前自己对实验现象的解释的信心。Mills认为俘获更高密度的电子偶素物质将结合为玻色-爱因斯坦凝聚态。这将是件很有意思的事，因为玻色-爱因斯坦凝聚态的电子偶素物质可能会成为gamma激光的光源。

 

原文取自http://focus.aps.org/story/v20/st7，由于个人水平有限，翻译中有不对的地方。内容以原文为准。