测量量子世界的引力后科学家们距离解开宇宙之谜更近了一步
专家们从未完全理解艾萨克·牛顿发现的力如何在微小的量子世界中发挥作用。就连爱因斯坦也对量子引力感到困惑,并在他的广义相对论中表示,没有任何现实的实验可以显示引力的量子版本。
但现在南安普顿大学的物理学家与欧洲的科学家合作,利用新技术成功检测到微小粒子的微弱引力。
他们声称这可以为寻找难以捉摸的量子引力理论铺平道路。
该实验发表在《科学进展》杂志上,使用悬浮磁铁来检测微观粒子的重力——小到足以进入量子领域。
主要作者、南安普顿大学的蒂姆·福克斯表示,研究结果可以帮助专家找到我们现实图景中缺失的拼图。
他补充道:“一个世纪以来,科学家们一直试图理解引力和量子力学如何协同工作,但都以失败告终。
“现在我们已经成功测量了有史以来最小质量的引力信号,这意味着我们距离最终实现其协同工作原理又近了一步。
“从这里开始,我们将开始使用这种技术缩小来源,直到我们到达两侧的量子世界。
“通过理解量子引力,我们可以解开宇宙的一些谜团——比如它是如何开始的,黑洞内部发生了什么,或者将所有的力量统一到一个大理论中。”
科学尚未完全理解量子领域的规则,但人们相信,微观尺度上的粒子和力的相互作用与常规尺寸物体的相互作用不同。
南安普顿的学者与荷兰莱顿大学和意大利光子学和纳米技术研究所的科学家一起进行了这项实验,并得到了欧盟地平线欧洲EIC探路者赠款(QuCoM)的资助。
他们的研究使用了复杂的装置,包括超导装置(称为陷阱),具有磁场、灵敏探测器和先进的隔振装置。
它测量了大小为0.43毫克的微小颗粒在高于绝对零百分之一度(约负273摄氏度)的冰冻温度下悬浮的微弱拉力,仅为30aN。
南安普顿大学物理学教授亨德里克·乌布里希特说,这些结果为未来在更小的物体和力之间进行实验打开了大门。
他补充道:“我们正在突破科学的界限,这可能会带来关于引力和量子世界的新发现。
“我们的新技术使用极冷的温度和设备来隔离粒子的振动,这可能会证明测量量子引力的前进方向。
“解开这些谜团将帮助我们解开有关宇宙结构的更多秘密,从最小的粒子到最宏大的宇宙结构。”
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