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量子力学和广义相对论之间的桥梁仍然存在

科技 2019-09-20 09:28:55

量子力学和广义相对论构成了当前物理学理解的基石 - 但这两种理论似乎并不合作。物理现象依赖于观察者和观察者之间的运动关系。某些规则适用于所观察对象和观察对象的类型,但这些规则往往会在量子级别上分解,其中亚原子粒子以奇怪的方式表现。

一个国际研究团队开发了一个统一的框架,可以解释经典和量子物理学之间的明显分解,并使用称为Micius的量子卫星进行测试。他们在9月19日的“ 科学”杂志上发表了他们的理论的一个版本。

Micius是中国空间尺度量子实验(QUESS)研究项目的一部分,研究人员可以利用光学实验研究量子和经典物理学的关系。在这项研究中,研究人员使用卫星生产和测量两个纠缠粒子。

“由于Micius提供的先进技术,人类历史上第一次,我们设法进行了一次有意义的量子光学实验,测试了量子理论与引力之间的基本物理学,” 潘建伟说,论文作者兼导演中国科学技术大学量子信息和量子物理优秀CAS中心

Pan和团队测试的理论是,当粒子穿过地球的不同引力区时,它们会相互去相关。不同的引力会迫使量子相互作用,表现为经典的相对主义 - 较小引力的粒子将比较强引力的粒子以较少的约束移动。

潘说,这种“事件形式主义”试图呈现量子场的连贯描述,因为它们存在于异国时空中,其包含闭合时间曲线和普通时空,它们在广义相对论下表现。事件形式主义规范了量子和经典物理学的行为。

“如果我们确实观察到偏差,那就意味着事件形式主义是正确的,我们必须大大修改我们对量子理论与引力理论之间相互作用的理解,”潘说。“但是,在我们的实验中,我们排除了事件形式主义的强大版本,但还有其他版本需要测试。”

研究人员没有看到粒子偏离了重力量子理解预测的预期相互作用,但他们计划测试他们的理论版本,允许更多的灵活性。

“我们排除了事件形式主义的强大版本,但修改后的模型仍然是一个悬而未决的问题,”潘说。

为了测试这个版本,Pan和团队将发射一颗新卫星,它将比Micius高20至60倍的轨道,以测试更广泛的重力场。

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