量子力學(xué)和廣義相對(duì)論之間的橋梁仍然存在

量子力學(xué)和廣義相對(duì)論構(gòu)成了當(dāng)前物理學(xué)理解的基石 - 但這兩種理論似乎并不合作。物理現(xiàn)象依賴(lài)于觀察者和觀察者之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。某些規(guī)則適用于所觀察對(duì)象和觀察對(duì)象的類(lèi)型，但這些規(guī)則往往會(huì)在量子級(jí)別上分解，其中亞原子粒子以奇怪的方式表現(xiàn)。

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一個(gè)統(tǒng)一的框架，可以解釋經(jīng)典和量子物理學(xué)之間的明顯分解，并使用稱(chēng)為Micius的量子衛(wèi)星進(jìn)行測(cè)試。他們?cè)?月19日的“ 科學(xué)”雜志上發(fā)表了他們的理論的一個(gè)版本。

Micius是空間尺度量子實(shí)驗(yàn)(QUESS)研究項(xiàng)目的一部分，研究人員可以利用光學(xué)實(shí)驗(yàn)研究量子和經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)系。在這項(xiàng)研究中，研究人員使用衛(wèi)星生產(chǎn)和測(cè)量?jī)蓚€(gè)糾纏粒子。

“由于Micius提供的先進(jìn)技術(shù)，人類(lèi)歷史上第一次，我們?cè)O(shè)法進(jìn)行了一次有意義的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了量子理論與引力之間的基本物理學(xué)，” 潘建偉說(shuō)，論文作者兼導(dǎo)演科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子信息和量子物理優(yōu)秀CAS中心

Pan和團(tuán)隊(duì)測(cè)試的理論是，當(dāng)粒子穿過(guò)地球的不同引力區(qū)時(shí)，它們會(huì)相互去相關(guān)。不同的引力會(huì)迫使量子相互作用，表現(xiàn)為經(jīng)典的相對(duì)主義 - 較小引力的粒子將比較強(qiáng)引力的粒子以較少的約束移動(dòng)。

潘說(shuō)，這種“事件形式主義”試圖呈現(xiàn)量子場(chǎng)的連貫描述，因?yàn)樗鼈兇嬖谟诋悋?guó)時(shí)空中，其包含閉合時(shí)間曲線和普通時(shí)空，它們?cè)趶V義相對(duì)論下表現(xiàn)。事件形式主義規(guī)范了量子和經(jīng)典物理學(xué)的行為。

“如果我們確實(shí)觀察到偏差，那就意味著事件形式主義是正確的，我們必須大大修改我們對(duì)量子理論與引力理論之間相互作用的理解，”潘說(shuō)。“但是，在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們排除了事件形式主義的強(qiáng)大版本，但還有其他版本需要測(cè)試。”

研究人員沒(méi)有看到粒子偏離了重力量子理解預(yù)測(cè)的預(yù)期相互作用，但他們計(jì)劃測(cè)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(qiáng)大版本，但修改后的模型仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題，”潘說(shuō)。

為了測(cè)試這個(gè)版本，Pan和團(tuán)隊(duì)將發(fā)射一顆新衛(wèi)星，它將比Micius高20至60倍的軌道，以測(cè)試更廣泛的重力場(chǎng)。