科技日报北京3月1日电 （记者张佳欣）量子物理学的奇思妙想在现实世界中绽放，揭示了一种独特的“穿墙术”现象——量子隧穿效应。近期，奥地利因斯布鲁克大学的物理学家们首次在实验中亲眼见证了这一效应的奇观，这是有史以来观察到的最缓慢的带电粒子反应，研究成果于《自然》杂志的最新一期上发表。

研究团队选择了一个极其简化的实验场景，聚焦于氢元素的反应。他们将氘（氢的一种同位素）引入离子陷阱中，并通过冷却使其处于低温状态，随后用氢气填充陷阱。在如此极端的低温环境下，带负电的氘离子缺乏足够的能量进行常规反应。然而，在极其罕见的情况下，当氘离子与氢分子相遇时，反应仍能发生，这一现象正是量子隧穿效应的直接体现。

研究的第一作者罗伯特·怀尔德解释道，量子力学赋予粒子波动性，使其能够超越能量障碍实现反应。研究团队给予量子阱中潜在反应时间长达约15分钟，通过分析形成氢离子的数量，推算出反应发生的频率。2018年的理论物理学家预测，每千亿次碰撞中仅有一次会发生量子隧穿反应，这一预测与当前科学家的实测结果高度一致，经过多年的努力，科学家们终于证实了化学反应中的隧穿效应理论模型的精确性。

基于这一发现，研究团队正在开发更简易的化学反应理论模型，并已通过实验验证其可行性。量子隧穿效应的应用广泛，不仅在扫描隧道显微镜和闪存技术中有重要贡献，还能解释原子核的阿尔法衰变过程，以及星际暗云中分子的天体化学合成。这项实验成果为深入理解众多化学反应提供了坚实的基础。

【总编辑评论】

量子隧穿效应，仿佛是一种微观世界的魔法，让粒子得以穿越看似不可逾越的障碍。此次实验的成功不仅对扫描隧道显微镜的技术发展意义重大，还揭示了量子物理在微观尺度上的惊人力量，为探索未知世界打开了新窗口。