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量子力學和廣義相對論之間的橋梁仍然存在

科技 2019-09-20 09:28:55

量子力學和廣義相對論構成了當前物理學理解的基石 - 但這兩種理論似乎并不合作。物理現象依賴于觀察者和觀察者之間的運動關系。某些規則适用于所觀察對象和觀察對象的類型,但這些規則往往會在量子級别上分解,其中亞原子粒子以奇怪的方式表現。

一個國際研究團隊開發了一個統一的框架,可以解釋經典和量子物理學之間的明顯分解,并使用稱為Micius的量子衛星進行測試。他們在9月19日的“ 科學”雜志上發表了他們的理論的一個版本。

Micius是中國空間尺度量子實驗(QUESS)研究項目的一部分,研究人員可以利用光學實驗研究量子和經典物理學的關系。在這項研究中,研究人員使用衛星生産和測量兩個糾纏粒子。

“由于Micius提供的先進技術,人類曆史上第一次,我們設法進行了一次有意義的量子光學實驗,測試了量子理論與引力之間的基本物理學,” 潘建偉說,論文作者兼導演中國科學技術大學量子信息和量子物理優秀CAS中心

Pan和團隊測試的理論是,當粒子穿過地球的不同引力區時,它們會相互去相關。不同的引力會迫使量子相互作用,表現為經典的相對主義 - 較小引力的粒子将比較強引力的粒子以較少的約束移動。

潘說,這種“事件形式主義”試圖呈現量子場的連貫描述,因為它們存在于異國時空中,其包含閉合時間曲線和普通時空,它們在廣義相對論下表現。事件形式主義規範了量子和經典物理學的行為。

“如果我們确實觀察到偏差,那就意味着事件形式主義是正确的,我們必須大大修改我們對量子理論與引力理論之間相互作用的理解,”潘說。“但是,在我們的實驗中,我們排除了事件形式主義的強大版本,但還有其他版本需要測試。”

研究人員沒有看到粒子偏離了重力量子理解預測的預期相互作用,但他們計劃測試他們的理論版本,允許更多的靈活性。

“我們排除了事件形式主義的強大版本,但修改後的模型仍然是一個懸而未決的問題,”潘說。

為了測試這個版本,Pan和團隊将發射一顆新衛星,它将比Micius高20至60倍的軌道,以測試更廣泛的重力場。

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