研究人员希望能够为量子重力提供新的见解

时间：2021-06-12 15:52:10 来源：

Superfluid氦气悬浮的下落的动画片例证。在下降（红色箭头）内循环的单个光子将用于产生叠加。下降的引力场（在背景中示意性地示出）可以在限制这种叠加的寿命方面发挥作用。

下午的新授予Keck Foundation将帮助耶鲁大学的基金实验，可以为量子重力提供新的见解。

Yale University已获得W. M. Keck基金会的资助，以资助研究人员希望能够为量子重力提供新的见解。杰克哈里斯物理学副教授将领导一个耶鲁球队，旨在解决物理学的长期问题 - 如何从遵守量子力学规律的微观成分中出现宏观物体的经典行为。

非常小的物体，如光子和电子以其奇数行为所知。由于量子力学规律，他们可以充当粒子或波浪，立即出现在多个地方，神秘地相互作用。问题是为什么在较大的对象中未观察到这些行为。

科学家们知道摩擦在宏观物体中产生古典行为的重要组成部分，但许多怀疑是重力也抑制量子效应。不幸的是，没有实际的方法来测试这种可能性，并且在没有完全的重力理论的情况下，甚至难以做出任何定量预测。

为了解决这个问题，哈里斯将创建一种新颖的仪器，使一滴液氦能够表现出量子机械效应。“毫米，”哈里斯说：“我们的液滴将比已经观察到量子效应的任何其他目的更大五个数量级。它将使我们能够探讨前所未有的宏观尺度上的量子行为，并提供量子水平的前导重力模型的第一个实验试验。“

游戏改变研究

下午凯克基金会赠款将在哈里斯实验室提供五年的活动，这是耶鲁物理系的一部分。在第一年，哈里斯和他的团队将构建其设备，在随后的几年中，他们将使用它来执行越来越复杂的实验。

“我们非常感谢下午。凯克基金会为这家慷慨的支持，“尤瓦涅希金斯物理学和研究副竞技教授史蒂文吉林说。“这是一个前瞻性的授权，将推进真正的接地研究。”

吉语，其自身的研究兴趣包括量子计算，将Harris项目描述为可能的游戏更换器。通过真空和通过超导电路的电子流动观察到真正的量子力学行为，并通过超导电路流动，但在这种规模上没有任何内容。如果杰克成功，这将是第一次对肉眼可见的物体具有散装运动，呈现真正的量子机械效果。“

进入耳语的画廊

为了解释他的项目，哈里斯援引了一座伦敦地标的建筑夸克，一个着名的“耳语画廊”。在其主圆顶上高，在一个墙上发出的耳语很容易听到很远的距离，因为声波沿着圆顶的内部脱极。哈里斯计划使用悬浮在强大的磁场中的液体氦气，虽然较小的尺寸，但哈里斯计划创造自己的耳语画廊。哈里斯的画廊而不是声波，哈里斯的画廊会反弹一张光子。

这种方法与20世纪20年代的Albert Einstein提出的想法密切相关，但直到现在，它仍然超出了实验主义者的技术能力。为了完成实验，Harris需要将最近的三种不同地区的进步结合在一起：光学腔（可捕获光子的物体），磁悬浮和超流氦的奇怪世界的研究。

“超流液氦具有特殊的性质，类似于粘度和近乎没有光学吸收的近似，”哈里斯解释说。“在我们的装置中，将制作一滴液氦来捕获单个光子，这将在内部反弹。我们希望看到掉落对光子响应。

“光子总是机械地表现出量子，”他补充道。“如果你有宏观物体 - 我们的氦气下降 - 这对光子明显响应，可以将量子力学行为转移到大物体上。我们的设备理想地适合在跌落运动中研究量子效应。“

哈里斯研究的潜在应用包括计算，加密和通信的新方法。但哈里斯对基础物理学的影响最为兴奋：“发现量子重力理论是物理学的出色挑战数十年来，它在很大程度上在没有实验的情况下进行。我们希望我们的研究可以在这个舞台上提供一些经验数据。“

图像：耶鲁大学

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