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中新網(wǎng)北京3月11日電 （記者 孫自法）國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》最新發(fā)表一篇物理學(xué)重要研究成果論文稱，研究人員利用兩個半徑1毫米（mm）的小金球完成迄今最小引力場的測量，這或為今后探索基礎(chǔ)物理新領(lǐng)域的實驗鋪平了道路，比如探索暗物質(zhì)或是量子物理與引力之間的相互作用。
引力可以理解為源自空間-時間的扭曲，就像這幅藝術(shù)概念圖中所示。圖片來自Arkitek Scientific。施普林格·自然 供圖
該論文介紹，引力是一種基本力，但人們對引力的理解一直不完整；引力無法被納入物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型，它與量子理論似乎也格格不入。測量極小物體間引力的耦合力或能為這種神秘力提供一些見解，比如與牛頓引力理論預(yù)測值的偏差。不過，開展這種測試的難度很大，需要控制嚴(yán)格的環(huán)境以確保其他來源和引力本身擾動的最小化。
論文通訊作者、奧地利維也納大學(xué)馬庫斯·阿斯佩爾邁耶（Markus Aspelmeyer）和同事通過設(shè)計一個實驗，讓引力單獨表現(xiàn)為兩個質(zhì)量約90毫克（mg）的小金球之間的耦合力。這項嚴(yán)格控制的實驗將外部擾動的影響降到了最低。例如，該實驗中使用了一個法拉第屏蔽來阻擋靜電力，還將其中一個金球與一個真空室相連，將地震和聲音效應(yīng)最小化；另一個球會周期性地靠近接地的球，從而將引力耦合單獨分離出來，使其可以從旋轉(zhuǎn)信號的變化中被檢測出來。
研究者利用兩個1mm半徑的金球測量引力，圖片來自維也納大學(xué)Tobias Westphal。施普林格·自然 供圖
這個實驗證實了經(jīng)典的牛頓物理理論，即兩個球之間的引力取決于它們的質(zhì)量和距離。論文作者認(rèn)為，他們實驗的靈敏度有進(jìn)一步提升空間，將來有望對更小物體間的引力進(jìn)行測量。
論文作者表示，這類實驗或能讓研究人員對迄今仍有待探索的基礎(chǔ)物理進(jìn)行測試，包括暗物質(zhì)的引力效應(yīng)和量子系統(tǒng)之間的引力耦合。不過，在這類測試中融入量子物理仍頗具挑戰(zhàn)。（完）
本文來自：中國新聞網(wǎng)
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