1. 研究目的与意义（文献综述）

相对论和量子力学的提出，是近代物理学的两个划时代的里程碑。einstein提出的狭义相对论，改变了newton力学中的绝对时空观，而量子力学的提出则掀起了物理学中物质运动形式和规律的根本变革。以量子力学为基础，人类发展了包括激光器、电子显微镜、核磁共振成像、半导体芯片和计算机等一系列高科技产业，还衍生出量子信息、量子计算等新兴学科技术。可以说，量子力学的建立极大的推进了人类的现代物质文明。

虽然科学家们经过不懈地探索，发现量子力学对说明极为广泛的自然现象有着前所未有的成功；但是关于量子力学的基本诠释以及适用范围，科学家们众说纷纭，至今争议不断。特别是schr#246;dinger于1935年提出著名的“schr#246;dinger's cat”思想实验，并提出“量子力学规律对于宏观世界是否适用”的问题之后，科学家们为了找到微观量子与宏观经典之间的联系做了一系列的理论和实验工作。例如最初zeh与zurek等提出用decoherence退相干的机制，认为只有当一个体系与外界完全隔绝的情况下，其量子态的相干叠加性才能得以保持。但是一般情况下，一个宏观体系不可避免的会和周围环境相互作用，会在瞬间失去其量子态的相干叠加性，所以我们在宏观实际中观测不到schr#246;dinger's cat所处的纠缠态。

schr#246;dinger的猫同时处于死和活的叠加态，是宏观相干叠加性的具象表现，但是这明显和我们对宏观世界的直觉理解相违背。为了在实验上解决该问题，1985年leggett和garg提出了leggett-garg（lg）不等式，探究了是否能在实验上真正观测到宏观相干态。他们首先提出了宏观世界的两条基本定则，即宏观实在论（macroscopic realism，mr）和宏观体系上的非破坏测量（non-invasive measurement，nim）。mr意味着对宏观系统测量的结果一定是一个特定的状态；nim指的是原则上我们可以测量一个系统的状态而不破坏它。基于这两个假定，leggett和garg提出了一系列一切经典宏观系统应该遵守的不等式，如果一个系统的测量结果违背了lg不等式，那就说明上述两个假定至少有一个是无效的且对系统的宏观直觉理解应该被抛弃。lg不等式给我们提供了实验上探究宏观相干态是否存在的方法，并且通过lg不等式的违背我们可以找到量子力学的适用范围和微观量子力学与宏观经典力学的界限。

2. 研究的基本内容与方案

一、研究内容

研究毫米尺寸宏观晶体内的micro-macro量子态演化，在微观光子与宏观物质界限的系统中检验lg 不等式，发展出一套普适的宏观量子相干性的实验探测手段，进一步研究如何制备出基于物质系统的具有宏观性的量子叠加态。

二、研究方法与技术路线

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需文献。确定方案，完成开题报告。

第4－6周：查阅参考文献，了解实验光路搭建所需设备。

第7－9周：实验光路搭建。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 曾谨言. 量子力学教程[m]. 科学出版社, 2014.

[2] m. afzelius, c. simon, h. de riedmatten, et al. multimode quantum memory based on atomicfrequency combs[j]. phys. rev. a, 79, 052329 (2009).

[3] a. j. leggett and a. garg, quantum mechanicsversus macroscopic realism: is the flux there when nobody looks? [j]. phys.rev. lett. 54, 857 (1985).