中國“墨子號”衛(wèi)星太空實驗嘗試結(jié)合量子力學與廣義相對論

來源:新華社 2019-09-20 10:34 http://www.sxstscl.cn/

　　新華社北京9月20日電近期，中國科學技術大學、美國加州理工學院、澳大利亞昆士蘭大學等機構的科學家合作，利用我國“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星對一類預言引力場導致量子退相干的理論模型進行了實驗檢驗。這也是國際上首次利用量子衛(wèi)星，在地球引力場中對嘗試結(jié)合量子力學與廣義相對論理論進行實驗檢驗。北京時間9月20日，國際權威學術期刊《科學》發(fā)表了該成果。

　　量子力學和廣義相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱。近百年來，國際科學界試圖融合量子力學和廣義相對論的工作遇到極大困難。在目前已知的四種基本相互作用中，電磁、弱相互作用和強相互作用都已量子化，而且已經(jīng)統(tǒng)一，唯有關于引力作用的量子化問題一直懸而未決。目前關于如何融合量子力學和引力理論的討論，模型眾多，但都缺乏實驗檢驗。

　　近年來，有澳大利亞學者提出了一個“事件形式”理論模型，探討了引力可能導致的量子退相干效應，并提出一個現(xiàn)實可行的試驗方案。該方案預言，糾纏光子對在地球引力場中的傳播，其關聯(lián)性會概率性地損失。

　　我國發(fā)射的全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”正是檢驗這一理論的理想平臺。近期，中國科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志、范靖云等與美國加州理工學院、澳大利亞昆士蘭大學等單位的科研工作人員合作，在國際上率先在太空開展引力誘導量子糾纏退相干實驗檢驗，對穿越地球引力場的量子糾纏光子退相干情況展開測試。

　　通過一系列精巧的實驗設計和理論分析，他們的實驗令人信服地排除了“事件形式”理論所預言的引力導致糾纏退相干現(xiàn)象；在實驗觀測結(jié)果的基礎上，該工作對之前的理論模型進行了修正和完善。修正后的理論表明，在“墨子號”現(xiàn)有500公里軌道高度下，糾纏退相干現(xiàn)象將表現(xiàn)得比較微弱，為了進一步進行確定性的驗證，未來需要在更高軌道的實驗平臺開展研究。

　　據(jù)悉，這是國際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場中對嘗試結(jié)合量子力學與廣義相對論的理論進行實驗檢驗，將極大地推動相關物理學基礎理論和實驗研究。(記者徐海濤、董瑞豐)

原標題：中國“墨子號”衛(wèi)星太空實驗嘗試結(jié)合量子力學與廣義相對論

責任編輯：鄭莉莉