科学家测量最小物体之间的引力以寻求量子引力

科学家测量最小物体之间的引力以寻求量子引力


我们习惯于在大质量的背景下思考引力——行星的旋转、黑洞不可阻挡的引力。

但任何有质量的物体,无论多小,都会对其他物体施加引力。

然而,存在一个预期的前沿,广义相对论如此优雅地描述的经典动力学必须以某种方式与量子力学的美丽混沌相协调。

我们如何找到这个边界?通过尝试在越来越小的尺度上测量引力相互作用,不断完善技术,希望有一天我们能够一睹其中的奥妙。

现在,以中国中山大学杨善庆为首的物理学家宣布了一个新的里程碑——测量迄今为止最小的一对质量(每块重量仅为 7.6 毫克的硅片)之间的引力。

确实如此,他们在发表于的一篇论文中写道 自然通讯“这是连接经典引力场和量子引力场的重要一步。”

广义相对论和量子理论是在不同尺度上数学描述宇宙行为的两种不同方式。

相对论将引力描述为连续时空结构的曲率,而量子力学则使用概率数学描述物质和能量的行为。

这两种理论在各自的领域都取得了巨大的成功,但它们的数学框架并不完全吻合,导致物理学家无法完整地描述量子效应发挥作用时引力的行为方式。

为了找到进入这种状态的一扇门,物理学家近年来转向了 18 世纪英国科学家亨利·卡文迪什 (Henry Cavendish) 著名的一项实验,该实验可以将相对较小质量之间的引力与地球压倒性的引力隔离开来。

科学家测量最小物体之间的引力以寻求量子引力

卡文迪什实验包括一个扭力天平,水平悬挂杆的每一端都附有铅重,附近还有较大的铅重。

附近的重物与杆上的重物之间的吸引力导致杆旋转,扭曲悬挂它的金属丝,使卡文迪什能够根据金属丝扭曲的程度来测量万有引力。

2021 年,一组物理学家描述了当时最轻的卡文迪什演示——测量两个微小金球之间的引力,每个金球重约 92 毫克。

而且,他们在论文中提出了进一步挑战极限的挑战。

杨和他的同事显然接受了。

他们的卡文迪什实验版本具有一些特殊的天赋。

研究人员使用一种称为深硅蚀刻的技术制作了一个微型扭力天平,在悬挂杆的一端装有一块仅重 7.6 毫克的微型硅片,另一端装有配重。

科学家测量最小物体之间的引力以寻求量子引力

用于测量两个 7.6 毫克硅片之间引力的微型扭力天平和转轮示意图。该轮承载着 16 个连续通过测试质量的晶圆,产生重复的引力牵引力。 (安等人, 自然通讯2026)

但该团队并没有在附近放置一个质量来施加引力,而是建造了一个旋转轮,并在其圆周上排列了 16 个相同的硅片。

当轮子转动时,每个晶片相继经过靠近测试质量的地方,施加微小的引力。

轮子每 10 分钟旋转一圈,这意味着每旋转一圈,引力拖拽就会重复 16 次——这是一个清晰的重复信号,研究人员可以将其与背景噪音区分开来。

整个装置被封闭在真空室中,用一层薄薄的镀金硅膜将旋转质量与扭力平衡分开,以尽量减少静电力的干扰。

研究人员并没有让天平自由扭转,而是使用电子反馈系统使其几乎完全静止,测量抵消万有引力所需的力。

当他们观察扭力天平上的扭矩时,他们发现了与牛顿预测一致的万有引力,包括在最接近的距离下计算出的一分钟拉力仅为 471 阿托牛顿,即 0.000000000000000471 牛顿。

就上下文而言,这比将 1 毫克沙粒固定在地球表面的引力弱约 200 亿倍。

研究人员发现,即使在这些几乎是天文数字的微小尺度上,牛顿万有引力定律仍然成立。

通过测量,他们甚至能够计算出引力常数 (G),得出的值与国际推荐值一致,不确定度为 5.3%。

需要明确的是,这与量子引力还相去甚远。但这比我们之前迈出了重要的一步。

为了更接近这一目标,物理学家正在开发一系列技术来测量更小尺度的重力,从杨氏的扭力天平到利用光或磁场悬浮微小物体的系统。

每种方法都有其自身的挑战,特别是需要消除干扰并保留所研究物体的微妙量子态。

最终的目标是测量行为受量子力学控制的物体之间的引力,看看引力本身是否具有量子特性。

这些不同的方法共同带来了这样的测量可能实现的希望。

杨和他的同事写道:“这些方法的不断进步,每种方法都在不同但日益重叠的质量体系中运行,有望在可预见的未来观察到量子态物体之间的引力相互作用。”

该研究发表于 自然通讯。

ScienceAlert 故事由人类撰写、事实核查和编辑,而不是由人工智能生成。不要错过任何故事,请在此处订阅。

相关新闻



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

தீவிர சூறாவளி புயல் 'முரசு' சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை 'முரசு' புயல் குறித்த தகவல்கள் சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறையா? வானிலை சென்னையில் நாளை விடுமுறையா? 'முரசு' புயல் வானிலை சென்னையில் புயல் 'முரசு' புயல் கண்காணிப்பு சென்னையின் வானிலை தெலுங்கானா சென்னை வானிலை புயல் கண்காணிப்பு செங்கல்பட்டில் இன்று பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை சென்னையில் பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை செங்கல்பட்டில் பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை விஜயவாடா வானிலை வானிலை அறிக்கை 'முரசு' புயல் கண்காணிப்பு இன்றைய வானிலை அறிக்கை சென்னையில் நாளை பள்ளிகளுக்கு விடுமுறை சென்னை வானிலை சென்னையில் இன்று பள்ளிகளுக்கு விடுமுறையா? இன்றைய சென்னை வானிலை விமான சேவைகள் தமிழ் பக்தாகோர் (Pakhtakor) vs அல்-நாசர் (Al-Nassr) பக்தாகோர் எஃப்சி vs அல்-நாசர் எஃப்சி தரவரிசை ஏஎஃப்சி (AFC) சாம்பியன்ஸ் லீக் பக்தாகோர் எஃப்சி vs அல்-நாசர் எஃப்சி அணிகளின் விவரம் ஜோவா ஃபெலிக்ஸ் (João Félix) அல்-நாசர் எஃப்சி பக்தாகோர் எஃப்சி நியூ இங்கிலாந்து (New England) vs இன்டர் மியாமி (Inter Miami) நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி தரவரிசை எம்எல்எஸ் (MLS) இன்டர் மியாமி லியோனல் மெஸ்ஸி இன்டர் மியாமி சிஎஃப் இன்டர் மியாமி vs நியூ இங்கிலாந்து நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி அணிகளின் விவரம் மெஸ்ஸியின் மொத்த கோல்கள் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி போட்டி நிகழ்வுகள் இன்டர் மியாமி போட்டிகள் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் நியூ இங்கிலாந்து ரெவல்யூஷன் vs இன்டர் மியாமி ஓமன் vs நெதர்லாந்து ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி தரவரிசை ஓமன் vs நெதர்லாந்து ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி போட்டி ஸ்கோர்கார்டு ஐசிசி (ICC) சிடபிள்யூசி (CWC) லீக் 2 ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி தரவரிசை ஓமன் தேசிய கிரிக்கெட் அணி vs நெதர்லாந்து தேசிய கிரிக்கெட் அணி போட்டி ஸ்கோர்கார்டு நவம்பர் 2 - தங்கம் மற்றும் வெள்ளி விலை நிலவரம் வெள்ளி மற்றும் தங்கத்தின் விலைகள் தங்கம் குறித்த செய்திகள் இன்றைய தங்க விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை கொல்கத்தாவில் இன்றைய தங்க விலை சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்கம் மற்றும் வெள்ளி விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்க விலை தனிஷ்க் (Tanishq) தங்க விலை வெள்ளி - எம்சிஎக்ஸ் (MCX) நேரலை விலை பெங்களூருவில் இன்றைய வெள்ளி விலை கோயம்புத்தூரில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்கம் விலை தங்கத்தின் விலைகள் சென்னையில் இன்றைய தங்க விலை இன்றைய தங்க விலை இன்றைய வெள்ளி விலை MCX தங்கம் MCX தங்க விலை விலைமதிப்பற்ற உலோகம் மும்பையில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை டெல்லியில் இன்றைய தங்க விலை ஹைதராபாத்தில் இன்றைய தங்க விலை MCX தங்க விலை சென்னையில் தங்க விலை பெங்களூருவில் இன்றைய தங்க விலை MCX வெள்ளி விலை MCX மலபார் தங்க விலை இன்றைய MCX தங்க விலை இன்றைய 22 காரட் தங்க விலை இன்றைய 22K தங்க விலை நேரலை தங்க விலை இன்றைய 18 காரட் தங்க விலை கிமி அன்டோனெல்லி கிமி F1 தரவரிசை F1 F1-ன் மிக இளம் சாம்பியன் கிமி அன்டோனெல்லி ஃபார்முலா 1 F1 ஓட்டுநர் தரவரிசை F1 பந்தயம் F1 நேரலை F1 மெக்சிகோ கிராண்ட் பிரிக்ஸ் F1 2026 மேக்ஸ் வெர்ஸ்டாப்பன் F1 முடிவுகள் மெக்சிகோ கிராண்ட் பிரிக்ஸ் F1 மெக்சிகோ GP ரிலையன்ஸ் பங்கு விலை ரிலையன்ஸ் பங்கு ரிலையன்ஸ் RIL பங்கு விலை ரிலையன்ஸ் இண்டஸ்ட்ரீஸ் பங்கு விலை RIL பங்கு RIL பங்கு விலை உயர்வு குறித்த பகுப்பாய்வு ரிலையன்ஸ் இண்டஸ்ட்ரீஸ் பங்கு அனுஜ் தாக்கூர் நடிகர் அனுஜ் தாக்கூர் வலிப்பு (seizure) தூக்கம் விமானம் விபத்து புளோரிடா விமான விபத்து லியர்ஜெட் (Learjet) லியர்ஜெட் 60 வீடியோக்கள் புளோரிடா ஆஸ்டின் விபத்து இன்றைய செய்திகள் ரிமி டோமி லிபின் மேத்யூ - ரிமி டோமி ரிமி டோமி திருமணம் திருமணம் லிபின் மேத்யூ ரிமி டோமி டேலைட் சேவிங்ஸ் (Daylight Savings) 2026 டேலைட் சேவிங்ஸ் அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 டேலைட் சேவிங்ஸ் அமெரிக்காவில் டேலைட் சேவிங்ஸ் 2026 ஷாருக்கான் பிறந்தநாள் ஷாருக்கான் ஷாருக்கான் பிறந்தநாள் கிங் (King) SRK பிறந்த தேதி சித்தார்த் ஆனந்த் SRK வயது ஷாருக் இந்தித் திரைப்படம் கேரள லாட்டரி முடிவுகள் கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய பாக்யதாரா லாட்டரி முடிவு இன்றைய லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு (நேரலை) இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு இன்றைய கேரள லாட்டரி முடிவு (மதியம் 3 மணி) லாட்டரி இன்றைய முடிவு கேரள லாட்டரி முடிவு - இன்று பிற்பகல் 3 மணி (நேரலை) கேரள லாட்டரி முடிவு - நேற்று サイクロン「ムラス(Murasu)」 チェンナイの学校、明日は休校か サイクロン「ムラス」最新情報 チェンナイの学校は明日休みか? 天気 チェンナイは明日休みか? サイクロン「ムラス」の気象情報 チェンナイのサイクロン サイクロン「ムラス」追跡 チェンナイの天気 テランガーナ州 チェンナイの天気 サイクロン追跡 チェンガルパットゥの学校は今日休校か チェンナイの学校休校情報 チェンガルパットゥの学校休校情報 ビジャヤワーダの天気 天気予報 サイクロン「ムラス」追跡 今日の天気予報 チェンナイの学校、明日は休校 チェンナイの天気 チェンナイの学校は今日休みか? 今日のチェンナイの天気 フライト情報 タミル語 パフタコール対アル・ナスル パフタコールFC対アル・ナスル:順位表 AFCチャンピオンズリーグ パフタコールFC対アル・ナスル:出場メンバー ジョアン・フェリックス アル・ナスルFC パフタコールFC ニューイングランド対インテル・マイアミ ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:順位表 MLS(メジャーリーグサッカー) インテル・マイアミ リオネル・メッシ インテル・マイアミCF インテル・マイアミ対ニューイングランド ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:出場メンバー メッシの通算ゴール数 ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ:試合経過 インテル・マイアミの試合 ニューイングランド・レボリューション ニューイングランド・レボリューション対インテル・マイアミ オマーン対オランダ オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:順位表 オマーン対オランダ オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:試合スコアカード ICCクリケット・ワールドカップ・リーグ2 オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:順位 オマーン代表クリケットチーム対オランダ代表クリケットチーム:試合スコアカード 11月2日の金・銀価格 銀・金価格 金に関するニュース 今日の金価格 バンガロールの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 コルカタの今日の金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金・銀価格 バンガロールの今日の金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金価格 タニシュク(Tanishq)の金価格 銀のMCX(インド商品取引所)ライブ価格 バンガロールの今日の銀価格 コインバトールの今日の金価格 今日の金価格価格 金価格 チェンナイの今日の金価格 今日の金価格 今日の銀価格 MCX(インド商品取引所)金価格 MCX金価格 貴金属 ムンバイの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 デリーの今日の金価格 ハイデラバードの今日の金価格 MCX金価格 チェンナイの金価格 バンガロールの今日の金価格 MCX銀価格 MCX マラバール・ゴールド(Malabar Gold)の金価格 今日のMCX金価格 今日の22金(22カラット)価格 今日の22金価格 金価格(リアルタイム) 今日の18金(18カラット)価格 キミ・アントネッリ キミ F1順位表 F1 キミ・アントネッリ(最年少F1チャンピオン候補) フォーミュラ1 F1ドライバー順位表 F1レース F1ライブ F1メキシコグランプリ F1 2026年シーズン マックス・フェルスタッペン F1結果 メキシコグランプリ F1メキシコGP リライアンス(Reliance)の株価 リライアンス株 リライアンス RIL株価 リライアンス・インダストリーズの株価 RIL株 RIL株価急騰の分析 リライアンス・インダストリーズ株 アヌジ・タクール 俳優アヌジ・タクール 発作 睡眠 飛行機墜落事故 フロリダでの飛行機墜落事故 リアジェット リアジェット60 動画 フロリダ オースティンでの事故 今日のニュース リミ・トミー リビン・マシュー、リミ・トミー リミ・トミーの結婚 結婚 リビン・マシュー リミ・トミー 2026年のサマータイム(デイライト・セービング) サマータイム 2026年米国のサマータイム 2026年米国サマータイム サマータイム 2026年米国サマータイム シャー・ルク・カーンの誕生日 シャー・ルク・カーン シャー・ルク・カーンの誕生日 キング SRK(シャー・ルク・カーン)の誕生日 シッダールト・アーナンド SRKの年齢 シャー・ルク ヒンディー語映画 ケーララ州宝くじの結果 ケーララ州宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果 今日の「バギャターラ(Bhagyathara)」宝くじ結果 今日の宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果(ライブ) 今日のケーララ州宝くじ結果 今日のケーララ州宝くじ結果(午後3時) 宝くじ本日の結果 ケーララ宝くじ 本日の結果(午後3時ライブ) ケーララ宝くじ 昨日の結果 তীব্র ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' সংক্রান্ত আপডেট চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি কি না আবহাওয়া চেন্নাইতে কি আগামীকাল ছুটি? ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ও আবহাওয়া চেন্নাইতে ঘূর্ণিঝড় ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ট্র্যাকার চেন্নাইয়ের আবহাওয়া তেলেঙ্গানা চেন্নাইয়ের আবহাওয়া ঘূর্ণিঝড় ট্র্যাকার চেঙ্গলপাট্টুতে আজ স্কুল ছুটি চেন্নাইতে স্কুল ছুটি চেঙ্গলপাট্টুতে স্কুল ছুটি বিজয়ওয়াড়ার আবহাওয়া আবহাওয়া প্রতিবেদন ঘূর্ণিঝড় 'মুরাসু' ট্র্যাকার আজকের আবহাওয়া প্রতিবেদন চেন্নাইতে আগামীকাল স্কুল ছুটি চেন্নাইয়ের আবহাওয়া চেন্নাইতে আজ স্কুল ছুটি কি না আজকের চেন্নাইয়ের আবহাওয়া বিমান চলাচল তামিল পাখতাকোর বনাম আল-নাসর পাখতাকোর এফসি বনাম আল-নাসর পয়েন্ট টেবিল এএফসি চ্যাম্পিয়ন্স লিগ পাখতাকোর এফসি বনাম আল-নাসর লাইনআপ জোয়াও ফেলিক্স আল-নাসর এফসি পাখতাকোর এফসি নিউ ইংল্যান্ড বনাম ইন্টার মায়ামি নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি পয়েন্ট টেবিল এমএলএস (MLS) ইন্টার মায়ামি লিওনেল মেসি ইন্টার মায়ামি সিএফ ইন্টার মায়ামি বনাম নিউ ইংল্যান্ড নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি লাইনআপ মেসির মোট গোল নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি টাইমলাইন ইন্টার মায়ামির ম্যাচসমূহ নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন নিউ ইংল্যান্ড রেভোলিউশন বনাম ইন্টার মায়ামি ওমান বনাম নেদারল্যান্ডস ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস জাতীয় ক্রিকেট দল পয়েন্ট টেবিল ওমান বনাম নেদারল্যান্ডস ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস জাতীয় ক্রিকেট দল ম্যাচ স্কোরকার্ড আইসিসি সিডব্লিউসি (CWC) লিগ ২ ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস ক্রিকেট দল র‍্যাঙ্কিং ওমান জাতীয় ক্রিকেট দল বনাম নেদারল্যান্ডস ক্রিকেট দল ম্যাচ স্কোরকার্ড ২রা নভেম্বর সোনা ও রুপার দর সোনা ও রুপার দাম সোনা বিষয়ক খবর আজকের সোনার দর ব্যাঙ্গালোরে আজকের সোনার দর হায়দ্রাবাদে আজকের সোনার দর কলকাতায় আজকের সোনার দর চেন্নাইতে আজকের সোনার দর আজ সোনা ও রুপার দর ব্যাঙ্গালোরে আজকের সোনার দর চেন্নাইতে আজকের সোনার দর আজকের সোনার দর