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率先开展引力诱导量子纠缠退相干实验“墨子号”量子卫星取得研究

2019-11-17 17:06:20

央视新闻:中国科技大学潘建伟团队与美国和澳大利亚科学家合作,利用墨子量子科学实验卫星,对预测重力场引起的量子退相干的理论模型进行了实验测试。这是世界上第一次用量子卫星在地球引力场中测试量子力学和广义相对论的理论。今天(20日),国际权威学术期刊《科学》在网上发布了重要的研究成果。

描述微观世界的量子力学和描述引力场的广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而,任何试图将量子力学和广义相对论结合起来的理论工作都会遇到很大的困难。多年来,科学家们做了许多尝试,提出了许多理论模型。然而,这些模型的验证只能在目前难以达到的极端实验条件下进行,例如极小的空间尺度或极高的能量。近年来,一些理论研究认为在重力场中演化的量子态将会有新的行为,并预测这些行为可以通过地球恒星之间的纠缠分布来检验。

基于地球恒星之间量子态的分布,潘建伟团队进行了一系列创新实验研究。2016年8月,中国发射了世界上第一颗量子科学实验卫星——墨子。由于墨子量子科学实验卫星的前期实验工作和技术积累,潘建伟团队在国际上率先测试了量子纠缠光子穿越地球重力场的退相干性。最后,通过一系列精巧的实验设计和理论分析,令人信服地消除了重力引起的纠缠退相干现象。这是世界上第一次利用卫星在地球重力场中测试量子力学和广义相对论的理论,这将极大地促进基础物理理论和实验研究。

中国科学院院士、中国科技大学教授潘建伟(Pan Jianwei)表示:因此,墨子在我们人类历史上是第一次进行重力和量子力学这样的界面测试,所以它本身就有意义。我认为这将允许许多理论物理学家建立更多的模型,并允许我们一步一步地检查重力和量子力学背后的潜在物理。

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