據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS）網(wǎng)站近日報道，科學(xué)家早已能觀察到電子等微觀粒子的量子隧道效應(yīng)，也發(fā)現(xiàn)了微顆粒的磁化強度等宏觀物理量顯示出宏觀量子隧道效應(yīng)，但迄今還沒有觀察到肉眼可見物體的量子隧道效應(yīng)?，F(xiàn)在，芬蘭科學(xué)家表示，能通過他們設(shè)計的實驗觀察到大物體的量子隧道效應(yīng)。但也有科學(xué)家認(rèn)為，實驗可能面臨諸多挑戰(zhàn)。

      量子隧道效應(yīng)是一種量子特性，是電子等微觀粒子能夠穿過它們本來無法通過的“墻壁”（勢壘）的現(xiàn)象。這是因為，根據(jù)量子力學(xué)理論，微觀粒子具有波的性質(zhì)，而有不為零的概率穿過勢壘?？茖W(xué)家們已在半導(dǎo)體領(lǐng)域充分演示了量子隧道效應(yīng)，在半導(dǎo)體中，電子會穿過材料的非導(dǎo)電層。掃描隧道顯微鏡也是一種利用量子隧道效應(yīng)來探測物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)的儀器，其兩位發(fā)明者還摘得了1986年諾貝爾物理學(xué)獎的桂冠。

      芬蘭阿爾托大學(xué)的邁卡?西蘭帕和同事表示，使用他們研制出的像蹦床一樣的膜片能讓科學(xué)家們觀測到肉眼可見物體的量子隧道效應(yīng)。該微米寬的膜片由石墨烯制成，比量子力學(xué)系統(tǒng)的原子和分子要大。如果實驗取得成功，將讓科學(xué)家們距離構(gòu)造出像量子力學(xué)一樣表現(xiàn)的機械系統(tǒng)更近一步。2010年，物理學(xué)家們通過讓一個細(xì)小的物體進(jìn)入只能由量子力學(xué)來描述的運動狀態(tài)，朝該方向邁出了關(guān)鍵的第一步，但觀察到大物體的量子隧道效應(yīng)是更大的進(jìn)步。

      西蘭帕解釋道，將該膜片懸掛于一塊金屬板上，當(dāng)對其施加電壓時，將有兩個穩(wěn)定的狀態(tài)：處于其中一個狀態(tài)時，膜片在中間輕輕彎曲；另外一個狀態(tài)時，膜片會彎曲很多以接觸金屬板。膜片上的電力和機械力會在這兩個狀態(tài)之間制造出一個能量勢壘。如果能通過將其冷卻到絕對零度的千分之一以降低該膜片的能量，那么該膜片在這兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的唯一方式是借助量子隧道效應(yīng)。科學(xué)家們接著可通過查看整個系統(tǒng)電容的變化來觀察膜片狀態(tài)的變化。西蘭帕表示，獲得這樣的低溫可能需要幾年，不過，他們愿意克服困難進(jìn)行實驗。

      美國達(dá)特茅斯學(xué)院物理學(xué)家沃爾特?勞倫斯表示，力學(xué)系統(tǒng)的量子隧道效應(yīng)是“人們一直苦苦追尋的圣杯”，但該實驗可能非常困難。韓國浦項科技大學(xué)物理學(xué)家李吉鎬（音譯）表示，該實驗有望朝演示大物體的量子隧道效應(yīng)邁出重要的第一步。但他也提醒說，實驗可能無法給出確定的結(jié)論，因為當(dāng)該膜片吸收一點以熱的形式而存在的少量額外能量時，它也可能進(jìn)行同樣的變換，“因此，科學(xué)家們需要進(jìn)行更復(fù)雜的實驗”。