物理學家已經找到了一種在量子尺度上測量引力的方法

物理學家作用于懸浮在磁阱中的微小粒子，剛剛測量了有史以來最小的引力。

該顆粒僅重0.43毫克。而起作用的引力強度是阿托牛頓(10^-18牛頓).這小到足以接近量子領域，預示著最終弄清楚經典物理學和量子力學如何相互作用的可能性。

“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。物理學家蒂姆·福克斯（Tim Fuchs）說萊頓大學和南安普頓大學，他們領導了這項研究。

“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實現它是如何協同工作的又近了一步。

量子引力問題也許可以用棘手來形容，至少到目前為止是這樣。這與我們解釋宇宙的框架有關。

經典物理學——即重力——解釋了事物在大多數尺度上是如何運作的。然而，當你變得非常微小時，低至原子和亞原子尺度，重力就無法解釋我們所看到的。

為此，物理學家使用量子力學，這很棒。但是，正如經典物理學不能應用于量子尺度一樣，量子力學也不適用于經典尺度。然而，不知何故，宇宙在運作。這導致科學家們認為，這兩個框架之間的解決方案仍有待找到。

研究這個問題的一種潛在方法是在非常非常小的尺度上探測重力。然而，這比看起來更難：引力在宇宙中無處不在，在地球引力的環境中梳理出量子尺度的信號絕非易事。

為了規避這一困境，Fuchs和他的團隊使用了一種叫做超導磁阱的東西。一個由鉭制成的小疏水閥被冷卻到4.48開爾文（-268.67攝氏度或-451.6華氏度）的臨界溫度。

在腔室中，顆粒懸浮。它由三個 0.25 毫米的釹磁鐵立方體和一個 0.25 毫米的玻璃球粘在一起，形成一個質量約為 0.43 毫克的顆粒。

該裝置懸掛在質量彈簧系統中的彈簧上，以保護實驗免受外部振動的影響，低溫恒溫器放置在氣動阻尼器上以限制來自建筑物的振動。

最后，放置一個帶有三個 2.45 公斤黃銅塊的電動輪，以產生重力梯度。這對粒子產生了可測量的影響——引力僅為 30 阿陶牛頓。

這是物理學家測量重力的最小尺度，跳動三年前創下的紀錄帶有兩個 90 毫克的金球。

研究人員說，這只是第一步。現在他們已經證明了實驗的功效，他們的目標是進一步推動它。

“從這里開始，我們將開始使用這種技術縮小源，直到我們到達兩側的量子世界，”Fuchs 說道.“通過了解量子引力，我們可以解開宇宙的一些謎團——比如它是如何開始的，里面發生了什么黑洞，或者將所有力量聯合成一個大理論。

總會有更多的事情要做——但現在人們開始覺得答案只是一個巨大的飛躍。

該團隊的研究已發表在科學進展.

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