物理學(xué)家為了將傳統(tǒng)物理學(xué)與量子力學(xué)結(jié)合，用兩個(gè)銣原子來(lái)看原子的量子自旋是否會(huì)影響重力的效應(yīng)，這個(gè)試圖連結(jié)兩種理論的實(shí)驗(yàn)到最后還是失敗了。

傳統(tǒng)物理學(xué)對(duì)量子力學(xué)

我們期待能找到一個(gè)掌控這個(gè)宇宙基礎(chǔ)物理的普遍定律「萬(wàn)物論」，不過(guò)，看起來(lái)想找到這種定律的機(jī)會(huì)越來(lái)越渺茫了。

物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)更明確的證據(jù)顯示重力與量子力學(xué)不合，重力決定大質(zhì)量天體如何影響時(shí)空結(jié)構(gòu)，量子力學(xué)則掌控著微觀世界。

為了達(dá)成此目標(biāo)，現(xiàn)代物理學(xué)最大的挑戰(zhàn)就是要必須找到傳統(tǒng)物理學(xué)與量子力學(xué)之間的相同點(diǎn)。來(lái)自中國(guó)武漢華中大學(xué)的科學(xué)研究小組為了連結(jié)這兩個(gè)理論，重建了伽利略實(shí)驗(yàn)。他們把重點(diǎn)放在等價(jià)原理：相同質(zhì)量之物體在真空管中掉落的路徑會(huì)相同。

伽利略在1589年的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)也是為了證明等價(jià)原理（NASA將這原理細(xì)解為作用在所有物體上的重力加速度都是相同的，不論物體的重量或材質(zhì)）。

觀看在真空管中沒(méi)有空氣阻力的影響下，重力是如何運(yùn)作的：

科學(xué)家使用兩個(gè)量子自旋相反的銣原子，希望在這種分子大小的世界中，找到量子物理定律如何影響重力，這樣就有機(jī)會(huì)連結(jié)量子力學(xué)與傳統(tǒng)物理學(xué)這兩種理論。

照理說(shuō)，兩個(gè)銣原子的量子自旋不同，無(wú)法完全符合等價(jià)原理，因此兩個(gè)銣原子的降落速度應(yīng)該會(huì)有些許不同。

重力不理會(huì)量子自旋

像這樣的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)很多次，但這是第一次使用原子尺寸，而不是用完整物體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)中將這兩個(gè)銣原子冷卻到比絕對(duì) 零度高百萬(wàn)分之幾度的溫度，讓它們保持穩(wěn)定（溫度越高，原子活動(dòng)力越強(qiáng)），接著放進(jìn)真空管中。

他們用雷射光讓原子逐漸開(kāi)始活動(dòng)，并用稱為「原子干涉（atom interferometry）」的技術(shù)測(cè)量原子落下的速度。

實(shí)驗(yàn)顯示重力于相反量子自旋原子上之作用力與在其他相同物體上之作用力是一樣的：仍然符合等價(jià)原理。兩個(gè)原子落下的速度幾乎是一樣的，顯示出即使是原子尺寸的世界，還是符合傳統(tǒng)物理學(xué)的重力作用。

因此，想要將兩種理論結(jié)合起來(lái)，到目前為止似乎還只是空想。

不過(guò)，也有可能是我們目前所使用的測(cè)量?jī)x器還無(wú)法測(cè)量出某些效應(yīng)，因此，等將來(lái)技術(shù)更加發(fā)達(dá)，也許研究人員就能找到解答。