物理学家已经找到了一种在量子尺度上测量引力的方法

物理学家作用于悬浮在磁阱中的微小粒子，刚刚测量了有史以来最小的引力。

该颗粒仅重0.43毫克。而起作用的引力强度是阿托牛顿(10^-18牛顿).这小到足以接近量子领域，预示着最终弄清楚经典物理学和量子力学如何相互作用的可能性。

“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。物理学家蒂姆·福克斯（Tim Fuchs）说莱顿大学和南安普顿大学，他们领导了这项研究。

“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实现它是如何协同工作的又近了一步。

量子引力问题也许可以用棘手来形容，至少到目前为止是这样。这与我们解释宇宙的框架有关。

经典物理学——即重力——解释了事物在大多数尺度上是如何运作的。然而，当你变得非常微小时，低至原子和亚原子尺度，重力就无法解释我们所看到的。

为此，物理学家使用量子力学，这很棒。但是，正如经典物理学不能应用于量子尺度一样，量子力学也不适用于经典尺度。然而，不知何故，宇宙在运作。这导致科学家们认为，这两个框架之间的解决方案仍有待找到。

研究这个问题的一种潜在方法是在非常非常小的尺度上探测重力。然而，这比看起来更难：引力在宇宙中无处不在，在地球引力的环境中梳理出量子尺度的信号绝非易事。

为了规避这一困境，Fuchs和他的团队使用了一种叫做超导磁阱的东西。一个由钽制成的小疏水阀被冷却到4.48开尔文（-268.67摄氏度或-451.6华氏度）的临界温度。

在腔室中，颗粒悬浮。它由三个 0.25 毫米的钕磁铁立方体和一个 0.25 毫米的玻璃球粘在一起，形成一个质量约为 0.43 毫克的颗粒。

该装置悬挂在质量弹簧系统中的弹簧上，以保护实验免受外部振动的影响，低温恒温器放置在气动阻尼器上以限制来自建筑物的振动。

最后，放置一个带有三个 2.45 公斤黄铜块的电动轮，以产生重力梯度。这对粒子产生了可测量的影响——引力仅为 30 阿陶牛顿。

这是物理学家测量重力的最小尺度，跳动三年前创下的纪录带有两个 90 毫克的金球。

研究人员说，这只是第一步。现在他们已经证明了实验的功效，他们的目标是进一步推动它。

“从这里开始，我们将开始使用这种技术缩小源，直到我们到达两侧的量子世界，”Fuchs 说道.“通过了解量子引力，我们可以解开宇宙的一些谜团——比如它是如何开始的，里面发生了什么黑洞，或者将所有力量联合成一个大理论。

总会有更多的事情要做——但现在人们开始觉得答案只是一个巨大的飞跃。

该团队的研究已发表在科学进展.

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