當前最高精度實驗:即使在最小的時空單位里,時空也未量子化

在普朗克尺度上,物理學相當平靜,沒有表現出奇怪的現象。

在宇宙中最小的可測量的時空單位中,物理學家在探索時空的量子漲落時,發現一切都是光滑的。

這意味著,至少目前,我們仍然找不到廣義相對論的量子力學版本,

在我們對宇宙的認識中,量子力學和廣義相對論的矛盾是最令人困擾的問題之一,

廣義相對論是一種引力理論,它描述了大尺度物理宇宙中的引力相互作用,我們可以用它來預測宇宙的演化;廣義相對論預言了引力波和黑洞的一些行為。

相對論中的時空遵循所謂的局域性原理——,即各種相互作用的影響受光速控制,

在量子領域,——個原子和亞原子尺度的廣義相對論崩塌了,量子力學接管了一切,在被測量之前,量子場在特定的位置或時間不會發生任何事情,被空間或時間隔開的量子系統的各個部分仍然可以相互作用,這種現象叫做非局域性。

雖然兩者之間存在矛盾,但廣義相對論和量子力學是被廣泛接受并得到廣泛驗證的理論,但到目前為止,已經證明兩者的整合極其困難,

費米實驗室的全息照相項目——由芝加哥大學部天文學家和物理學家克雷格霍根領導。——旨在以最小的可能單位探測時間和空間的量子漲落,普朗克長度(10-33 cm)和普朗克時間是具有測量意義的最小時空單位,后者是光通過普朗克長度所需的時間。

幾年前,全息儀并沒有測量空間和時間的量子漲落,這說明我們目前能測量的時空還沒有被量子化,當然,因為干涉儀臂是直的,其他種類的量子漲落是檢測不到的。這個結果可能很重要,

霍根寫道:“根據廣義相對論,旋轉的物質拖動時間和空間,在存在旋轉質量的情況下,陀螺儀測得的局部非旋轉框架相對于遙遠的宇宙旋轉,就像恒星相對于宇宙的遠端旋轉一樣,很有可能量子時空在局域框架內具有普朗克尺度的不確定性,會導致隨機的旋轉波動或扭曲,這在我們的第一次實驗中是檢測不到的,在任何正常情況下都檢測不到,”

因此,該團隊重新設計了儀器,增加了額外的鏡子來檢測旋轉的量子運動,并開發了一種極其靈敏的陀螺儀,可以檢測每秒鐘改變方向數百萬次的普朗克尺度旋轉。

在2017年4月至2019年8月的5次觀測中,團隊收集了1098小時的雙干涉儀時間序列數據。在所有的時間里,沒有微動。就我們所知,時空還是一個連續的過程,

但這不像一些科學家批評的那樣。全息攝影是浪費時間,

我們目前有一臺精度最高的儀器,它返回的結果(是否為空)將決定未來探索相對論與量子力學在普朗克尺度上整合的方向,

霍根說:“如果我們不采取一些措施來指導理論,我們可能永遠不會理解量子時空是如何工作的。全息儀器項目是一項探索性實驗,其設計僅受粗糙理論指導,我們無法解釋目前瑣碎的結果,量子漲落比我們想象的要小,或者它們是對稱的,從而在我們無法測量的空間中創造了一種模式?隨著科學的進步,未來的實驗會更好,可能會給我們提供一些線索,從更深的量子系統中探索時空的真相。”

這項研究已經在arXiv:https://arxiv.org/abs/2012.06939上發表

https://www . science alert.com/a-new-measurement-of-quantum-space-time-has-find-what-being-only-on-only-on-only

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2 条回复 A文章作者 M管理員
  1. 像極了湍流。要找到最小最高頻的那個波動?不可能,永遠有更小的

  2. 根據以往的理論,世間萬物的運行是像電影是一幀一幀的放映一樣,有一個最小的時空變化的單位。
    文章是說科學家試圖觀測這個最小的一幀,然而并沒有觀測到