编者按：本文来自微信公众号"徐德文"（ID：xudewen028），e科网经授权发布。

牛顿运动定律告诉我们，一个物体在不受外力作用的情况下，会保持静止或匀速直线运动。能打破这个定律的，绝不可能是科学，而很有可能是艺术，比如《加勒比海盗》中那个拈着兰花指的杰克船长，当他踩着猫步扭来的时候，他的屁股很明显并不是在做直线运动，而是一种波浪运动。

但现在，奥地利因斯布鲁克大学的实验物理学家与慕尼黑、巴黎及剑桥大学的理论物理学家们一起做了一项实验，却发现了一种物质，完全无视牛顿运动定律，玩起了杰克船长的花样，科学同样可以打破经典的牛顿运动定律。

在试验中，科学家们将铷原子气体冷却到接近绝对零度，并将其限制在由大功率激光束构建的细管里，形成了一种只能沿管束移动的一维玻色流体——量子流体。然后研究人员通过气体加速一些自旋态不同的杂质原子，发现它们开始来回振荡，扭起了杰克船长的猫步。其实这就是量子力学所说的量子干扰，在量子层面上，粒子表现出波的属性，可以互相叠加或抵消，而不是经典力学中只能沿直线运动的宏观物质属性。

在晶体结构如金属中通常存在一种叫布拉格散射的效应，研究人员发现量子流体中杂质的动量分布也表现出布拉格散射的特征，呈现出周期性的动力学，因而将它解释为布洛赫振动。这项实验让我们在更广泛的范围内了解了量子世界的奇特属性，有助于理解和优化电子元件的基本过程，甚至复杂生物系统中的粒子传输过程。

文章链接：

Florian Meinert, et al, "Bloch oscillations in the absence of a lattice," Science  02 Jun 2017: Vol. 356, Issue 6341, pp. 945-948, DOI: 10.1126/science.aah6616

如若转载，请注明e科网。

如果你有好文章想发表or科研成果想展示推广，可以联系我们或免费注册拥有自己的主页