在量子世界中测量重力后,科学家离解开宇宙奥秘更近了

知新了了 2024-02-28 10:11:47

人们首次测量到了一个质量只有一粒沙子一半的粒子所受的微弱引力。这种最精确的测量是对量子领域和潜在的万物理论的突破。

在宇宙的四种基本力 —— 引力、电磁力、强核力和弱核力 —— 中,引力是我们在日常生活中最熟悉的一种,但它实际上是唯一一种我们目前无法用粒子物理学的标准模型来解释的力,而标准模型是我们描述宇宙的最佳系统。找到一种方法把它塞进去,就能实现科学的圣杯 —— 万物理论。

如果存在量子引力理论,那么线索将隐藏在最小的尺度上,在原子和粒子之间的引力相互作用中。问题是,这些微小的相互作用被地球巨大的引力影响冲淡了。这就像试图在空转的喷气发动机下记录虫子的脚步声一样。如果你想测量粒子之间的电磁,你可以设置一个盒子来阻挡所有外部干扰,但你不能用重力做到这一点。

但现在科学家们已经开发出一种新型的实验,可以抵消地球的引力,揭示小物体之间的引力相互作用。诀窍是将一个磁粒子悬浮在超导陷阱中,将其与外部电磁、热和振动隔绝,然后在一个轮子上摆动一个2.4公斤(5.3磅)重的重物,看这个粒子是否移动。

果然,研究小组测量到了一个只有30阿牛顿(An)的弱引力,作用在这个粒子上的点与大重量最接近它的点相对应。重量只有0.43毫克,这很容易使它成为迄今为止测量到的最小质量的重力。此前的记录是90毫克 —— 大约相当于一只瓢虫的质量。最近的另一项研究测量了由于重力差异而导致的时间流逝的差异,距离只有1毫米。

这个微小的测量,使世界离量子领域更近了一步。如果可以在如此微小的物体上测量重力,科学家们可能最终能够开始将这种奇怪的力量纳入我们的宇宙模型,并建立一个适当的万有理论。

“一个世纪以来,科学家们一直试图理解引力和量子力学是如何协同工作的,但都失败了,”该研究的主要作者蒂姆·富克斯(Tim Fuchs)说。“现在我们已经成功地测量了有史以来最小质量的引力信号,这意味着我们离最终了解它是如何协同工作的又近了一步。从这里开始,我们将使用这种技术缩小源,直到我们到达两边的量子世界。通过理解量子引力,我们可以解开宇宙的一些谜团 —— 比如它是如何开始的,黑洞里发生了什么,或者把所有的力统一成一个大理论。”

这项研究发表在《科学进展》杂志上。

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4 阅读:384
评论列表
  • 2024-05-20 16:10

    量子电脑+生物技术=成神之路[点赞][点赞]

  • 2024-03-19 21:57

    依然,无法确定,运动速度,一但,确实速度,将成为可能

  • 2024-05-05 07:52

    电磁力是宇宙一切变化的力量 宇宙 地球是一个变化两点都变化的电参数 带电体之间的力量是变化的电磁力 物体之间不但有引力 还有斥力 只是大小不同 二者相互依存 在一定范围之内相互转换 是电磁力人与人之间 国与国之间 人与环境之间的作用是相互的电磁力 是作用力与反作用力的关系 分为引力和斥力及转换宇宙法则是一杆称 即平衡或是公平 是作用力与反作用力的平衡

  • 一种吸引力有那么大吗?一粒沙的接受的微弱重力

知新了了

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