https://www.nature.com/articles/s41586-020-2490-7
量子穿隧效应指是指像电子等粒子能够越过位能障壁的量子行为(尽管位能障壁高度大于
粒子总能量)。这在古典力学中不可能发生，但在量子力学中却可以给出合理解释。人类
已经将此效应应用于隧道二极管、扫描隧道显微镜等电子器件。
然而多年来，物理学家对"量子穿隧需要多少时间？"这个问题一直没有定论。理论计算可
以得到穿隧过程超光速这个结果(这不代表资讯传播速度也超光速，所以并没有违背狭义
相对论)。质疑者认为量子力学中，粒子的位置是不确定的，这使我们难以判断粒子究竟
是何时进入和离开位能障壁，因此也无法判断此过程何时开始与结束。
在今年之前，量子穿隧速度的最精细测量值来自去年澳大利亚格里菲斯大学的Igor
Litvinyuk领导的团队，他们测量氢原子中的电子穿出原子的速度。
他们使用极短雷射脉冲照向原子，这轻微地扰动了电子，增加电子穿隧的可能性。接着他
们测量了雷射脉冲的亮度何时达到峰值，并假设这便是电子开始穿隧的瞬间；当电子一穿
出原子，他们就测量电子的逃逸速度和方向，再利用这些讯息算出电子何时从位能障壁的
另一边出现。
最终他们测得电子在不超过1.8阿秒(10^-18)的时间内从原子中穿隧而出，舆论认为这个
测得的时间长度虽然几乎为0，但并不能说电子在位能障壁中存在的时间为0。因为这个研
究并没有检测电子在位能障壁中存在的时长。
最近这几个月，测量又有了突破，多伦多大学Aephraim Steinberg的团队在《自然》上发
表了一篇新论文，文中叙述透过计算原子在位能障壁中存在的时长，他们测得了量子穿隧
所需时间。
他们利用蓝色雷射构成的位能障壁，将超冷铷原子推入雷射位能障壁。利用原子自旋，他
们将原子自身当成微小的计时器。这些原子就像微小的旋转陀螺，当它们通过磁场时，陀
螺会绕圈摆动。透过追踪原子在磁场中的摆动方向就可以追踪时间。他们制造了一个只存
在于位能障壁中的磁场，并测量原子进入这个位能障壁之前和之后的摆动位置，然后根据
测量结果算出原子在这个雷射位能障壁中停留了0.61毫秒后才从另一侧穿出来。
实验结果表明量子穿隧的时间不为0，而且位能障壁的厚度和原子的速度决定了原子停留
的时长。
究竟哪个实验结果更接近真相？是接近瞬间发生还是需要毫秒的时间？两种实验结果的差
异来自于物理学对于如何在量子尺度下定义时间的争论。数年来物理学家对时间作过不同
的定义，每个定义各有其意义但有时它们又会做出互相矛盾的预测。
"或许它们都对。"Litvinyuk这样回答，他认为两个实验结果之间并没有什么争议或差异
。因为他们所使用的时间定义是不同的。
分析和比较这两种不同的测量方法，可能有助于科学家更接近时间的真相。