量子力學(xué)和廣義相對論之間的橋梁仍然存在

量子力學(xué)和廣義相對論構(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)象依賴于觀察者和觀察者之間的運(yùn)動關(guān)系。某些規(guī)則適用于所觀察對象和觀察對象的類型，但這些規(guī)則往往會在量子級別上分解，其中亞原子粒子以奇怪的方式表現(xiàn)。

一個國際研究團(tuán)隊開發(fā)了一個統(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，并使用稱為Micius的量子衛(wèi)星進(jìn)行測試。他們在9月19日的“ 科學(xué)”雜志上發(fā)表了他們的理論的一個版本。

Micius是空間尺度量子實(shí)驗(QUESS)研究項目的一部分，研究人員可以利用光學(xué)實(shí)驗研究量子和經(jīng)典物理學(xué)的關(guān)系。在這項研究中，研究人員使用衛(wèi)星生產(chǎn)和測量兩個糾纏粒子。

“由于Micius提供的先進(jìn)技術(shù)，人類歷史上第一次，我們設(shè)法進(jìn)行了一次有意義的量子光學(xué)實(shí)驗，測試了量子理論與引力之間的基本物理學(xué)，” 潘建偉說，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)隊測試的理論是，當(dāng)粒子穿過地球的不同引力區(qū)時，它們會相互去相關(guān)。不同的引力會迫使量子相互作用，表現(xiàn)為經(jīng)典的相對主義 - 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。

潘說，這種“事件形式主義”試圖呈現(xiàn)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(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(shí)驗中，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試。”

研究人員沒有看到粒子偏離了重力量子理解預(yù)測的預(yù)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(qiáng)大版本，但修改后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(tuán)隊將發(fā)射一顆新衛(wèi)星，它將比Micius高20至60倍的軌道，以測試更廣泛的重力場。