【科技】地球引力影响量子系统 或迫使人类到太空做量子实验研究

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以前被忽视的地球重力(重力)对量子系统的影响很可能扰乱量子实验。 如果这个结果得到确认，意味着即使很小的量子研究在地球上也做不到。

不管怎样，你不能出现在两个地方，但电子很好。 量子力学定律表明，亚原子粒子以重合状态存在，直到波函数崩溃。 如果物体足够大，量子的特征就会消失。 这个过程称为后退相干。 这是因为大物体和环境的相互作用，所以只能把它们放在一个位置上。

物理学家们一直通过切断外力对物体的影响来进行量子实验。 年，加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的团队将60微米长的金属条冷却到刚刚超过绝对零度(零下273.15度)，不引起温度变动，维持了几纳秒左右的重叠状态。 科学家们想让病毒等更大的物体处于重叠状态，但现在似乎面临着更根本的障碍重力。

《新科学家》杂志的网站于16日在哈佛大学的伊戈尔·； 皮科夫斯基和同事计算了在地球重力场进行量子实验会怎么样。 他们发现重力时间膨胀效应可能会失去大型系统的量子特征。

根据皮科夫斯基的计算，处于重合状态的分子也应该经历这个时间差，破坏量子状态。 这是因为分子内的原子键像弹簧一样不断地振动，如果一个分子处于离地面高度不同的两个状态的重叠，当各自状态的振动数不同时，重叠状态就会崩溃。

皮科斯基展开了使每克碳约10的23次方个原子处于重合状态的实验，他说，如果能够垂直离开1微米，地球的重力场将在1毫秒内后退。 更小的粒子，例如电子没有可移动的构成成分，因此不受时间膨胀的影响。

现在，皮科夫斯基的见解依然只是理论，但我认为用原子钟检查可以使一个原子钟处于垂直重合的状态，在两个频率下发出咔哒声，成为相干。

牛津大学安德鲁·布利斯打算在振动碳纳米管的大规模叠加状态实验中测试皮科夫斯基的理论。 这表明物理学家可能必须远离地球的重力对月球和宇宙进行宏观物体的量子实验。

爱因斯坦预言重力会减慢时间。 根据原子钟实验，由于重力场强度的微小差异，你的头可能比脚快一点，住在二楼的人可能比住在一楼的人每年快大约10纳秒。 这是很多人从没听说过概念的短时间尺度，但宏观世界和微观量子世界有不同的规则，如果使用卫星与地面进行量子通信，重力可能会产生致命的影响。 在本理论得到证实的情况下，不仅要把科学家赶到宇宙进行研究，还必须给偏远地区高跨度量子通信产业的迅速发展增加新的障碍