在量子世界中測量重力後,科學家離解開宇宙奧秘更近了

知新了了 2024-02-28 10:11:47

人們首次測量到了一個質量只有一粒沙子一半的粒子所受的微弱引力。這種最精確的測量是對量子領域和潛在的萬物理論的突破。

在宇宙的四種基本力 —— 引力、電磁力、強核力和弱核力 —— 中,引力是我們在日常生活中最熟悉的一種,但它實際上是唯一一種我們目前無法用粒子物理學的標准模型來解釋的力,而標准模型是我們描述宇宙的最佳系統。找到一種方法把它塞進去,就能實現科學的聖杯 —— 萬物理論。

如果存在量子引力理論,那麽線索將隱藏在最小的尺度上,在原子和粒子之間的引力相互作用中。問題是,這些微小的相互作用被地球巨大的引力影響沖淡了。這就像試圖在空轉的噴氣發動機下記錄蟲子的腳步聲一樣。如果你想測量粒子之間的電磁,你可以設置一個盒子來阻擋所有外部幹擾,但你不能用重力做到這一點。

但現在科學家們已經開發出一種新型的實驗,可以抵消地球的引力,揭示小物體之間的引力相互作用。訣竅是將一個磁粒子懸浮在超導陷阱中,將其與外部電磁、熱和振動隔絕,然後在一個輪子上擺動一個2.4公斤(5.3磅)重的重物,看這個粒子是否移動。

果然,研究小組測量到了一個只有30阿牛頓(An)的弱引力,作用在這個粒子上的點與大重量最接近它的點相對應。重量只有0.43毫克,這很容易使它成爲迄今爲止測量到的最小質量的重力。此前的記錄是90毫克 —— 大約相當于一只瓢蟲的質量。最近的另一項研究測量了由于重力差異而導致的時間流逝的差異,距離只有1毫米。

這個微小的測量,使世界離量子領域更近了一步。如果可以在如此微小的物體上測量重力,科學家們可能最終能夠開始將這種奇怪的力量納入我們的宇宙模型,並建立一個適當的萬有理論。

“一個世紀以來,科學家們一直試圖理解引力和量子力學是如何協同工作的,但都失敗了,”該研究的主要作者蒂姆·富克斯(Tim Fuchs)說。“現在我們已經成功地測量了有史以來最小質量的引力信號,這意味著我們離最終了解它是如何協同工作的又近了一步。從這裏開始,我們將使用這種技術縮小源,直到我們到達兩邊的量子世界。通過理解量子引力,我們可以解開宇宙的一些謎團 —— 比如它是如何開始的,黑洞裏發生了什麽,或者把所有的力統一成一個大理論。”

這項研究發表在《科學進展》雜志上。

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评论列表
  • 2024-05-20 16:10

    量子電腦+生物技術=成神之路[點贊][點贊]

  • 2024-03-19 21:57

    依然,無法確定,運動速度,一但,確實速度,將成爲可能

  • 2024-05-05 07:52

    電磁力是宇宙一切變化的力量 宇宙 地球是一個變化兩點都變化的電參數 帶電體之間的力量是變化的電磁力 物體之間不但有引力 還有斥力 只是大小不同 二者相互依存 在一定範圍之內相互轉換 是電磁力人與人之間 國與國之間 人與環境之間的作用是相互的電磁力 是作用力與反作用力的關系 分爲引力和斥力及轉換宇宙法則是一杆稱 即平衡或是公平 是作用力與反作用力的平衡

  • 一種吸引力有那麽大嗎?一粒沙的接受的微弱重力

知新了了

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