中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)與美國、澳大利亞科學(xué)家合作，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星對(duì)一類預(yù)言引力場導(dǎo)致量子退相干的理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。這是國際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場中對(duì)嘗試結(jié)合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。今天(20日)國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志在線發(fā)布了該重要研究成果。

描述微觀世界的量子力學(xué)和描述引力場的廣義相對(duì)論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱。然而，任何試圖將量子力學(xué)和廣義相對(duì)論進(jìn)行融合的理論工作都遇到極大困難。科學(xué)家多年來進(jìn)行了許多嘗試，提出了多種理論模型。但是這些模型的驗(yàn)證需要在目前難以達(dá)到的極端實(shí)驗(yàn)條件下才能進(jìn)行，比如，極小空間尺度或者極高能量。近年來一些理論研究認(rèn)為在引力場中演化的量子態(tài)會(huì)出現(xiàn)新奇的行為，并預(yù)言這些行為可以通過地星之間的糾纏分發(fā)進(jìn)行檢驗(yàn)。

基于地星之間的量子態(tài)分發(fā)，潘建偉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開展了一系列創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)研究。2016年8月，我國發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”。得益于“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的前期實(shí)驗(yàn)工作和技術(shù)積累，潘建偉團(tuán)隊(duì)在國際上率先對(duì)穿越地球引力場的量子糾纏光子退相干情況展開測試。最終，通過一系列精巧的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和理論分析，令人信服地排除了引力導(dǎo)致糾纏退相干現(xiàn)象。這是國際上首次利用衛(wèi)星，在地球引力場中對(duì)嘗試結(jié)合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，將極大地推動(dòng)相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究。

中科院院士 中國科大教授 潘建偉：所以利用墨子號(hào)在我們?nèi)祟悮v史上首次開展這樣的引力和量子力學(xué)這樣一個(gè)界面的一種檢驗(yàn)，所以它本身是有意義的。我覺得這樣的話，會(huì)讓很多理論物理學(xué)家去構(gòu)建更多的模型，讓我們能夠一步一步去檢驗(yàn)這么一個(gè)引力和量子力學(xué)本身的背后的基礎(chǔ)物理。

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