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“绝对不一样”的虚拟量子实验

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发表于 5 天前  | 显示全部楼层 | 阅读模式
人们现在可以亲身体验一下量子物理实验室,以计算机多媒体技术建立的实验室产生了视觉效果,学生和社会大众第一次积极地参入晦涩难懂的量子物理科技活动,维也纳大学物理系师生开发、设计了独特创意的学习环境,他们与多所大学和高级中学的师生开展合作,以集体的经验和智慧创建了一个“触手可及”的虚拟实验室,学生和社会大众有机会在奇异的量子世界遨游。视觉化量子实验室以互联网方式免费对公众展示,《自然》杂志介绍了“网上实验室”新的教学概念。
现代物理学对社会大众既有些陌生、也有些熟悉。顶级科学实验室的建造或者太昂贵,动用大量人力、财力和物力;或者太复杂,而在教学的应用并不简单,怎样让现代物理学走进千家万户的“大门”?或怎样让现代物理学知识得到一定程度的普及?挑战性难题由维也纳大学量子物理学和纳米物理学的研究小组给以解决,马卡斯·阿恩特领队的研究小组在研发项目技术时动员了各种资源,他们第一次创设了两个研究实验室,复杂和逼真的虚拟计算机技术。
高级中学的学生和普通大众有机会参加模拟,通常只有在实验室的条件才能接触量子世界的独特魅力。参入实验室设计和模拟装置中关键部分软件开发的博士研究生马蒂亚斯·汤曼朵解释说,他的博士课程涉及到计算机模拟技术,人们现在可以将量子物理学描绘成某种类似飞行模拟器的学科,艰涩难懂的物理学可以变的易于理解。



一步一步走进量子物理世界。模拟器为访问者提供了进入量子实验室的路径,通过复杂分子世界不受位置限制的引导,访问者逐渐沉浸在量子世界,进而完成一系列实验任务,获取实验背景的关键性信息。相关软件随之得到了开发,通过定期的参数输入取得了微调,模拟器的运行状态平稳,实验室向学生、科学爱好者等社会人士开放。
大分子产生波粒二象性,虚拟实验展示了有效方法,人们容易理解量子物理学基础性的知识。量子物理学可以应用于大分子和纳米粒子领域,真实的实验验证了量子世界的波粒二象性,在这些实验中使用了最复杂的分子。社会大众对“高高在上”的现代物理感到“无从下手”,而在模拟实验中,每一个有点知识储备的人可以“一显身手”,亲手做一做虚拟的物理实验,而对实验结果的解释则是物理学家的份内之事。在量子力学发源地之一的奥地利,虚拟实验室的开发者开展了一次穿越奥地利的展示旅行。
在奥地利自然博物馆进行了最先的演示,访问者在一个简单版本的虚拟实验中进行“人机交互”体验,虚拟实验室被安排到奥地利各地巡回“旅行”,奥地利民众从中感受了现代物理的神奇魅力,物理学知识可以成为推动社会文明和技术进步的力量。随着电视、手机、电脑和“穿戴设备”的普及以及互联网媒体的大量应用,量子物理学以势不可挡之势渗透到普通大众的日常生活,“生活中的物理学”受到了人们的注视和欢迎,维也纳大学师生的科普活动得到了奥地利商业和科学机构以及欧洲研究委员会的资助。





(编译:2015-9-17)
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维也纳大学物理系师生开发、设计了独特创意的学习环境,他们与多所大学和高级中学的师生开展合作,以集体的经验和智慧创建了一个“触手可及”的虚拟实验室,学生和社会大众有机会在奇异的量子世界遨游。
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