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物理学家为了将传统物理学与量子力学结合，用两个铷原子来看原子的量子自旋是否会影响重力的效应，这个试图连结两种理论的实验到最后还是失败了。 传统物理学对量子力学 我们期待能找到一个掌控这个宇宙基础物理的普遍定律「万物论」，不过，看起来想找到这种定律的机会越来越渺茫了。 物理学家发现更明确的证据显示重力与量子力学不合，重力决定大质量天体如何影响时空结构，量子力学则掌控着微观世界。 为了达成此目标，现代物理学最大的挑战就是要必须找到传统物理学与量子力学之间的相同点。来自中国武汉华中大学的科学研究小组为了连结这两个理论，重建了伽利略实验。他们把重点放在等价原理：相同质量之物体在真空管中掉落的路径会相同。 伽利略在1589年的比萨斜塔实验也是为了证明等价原理（NASA将这原理细解为作用在所有物体上的重力加速度都是相同的，不论物体的重量或材质）。 观看在真空管中没有空气阻力的影响下，重力是如何运作的： 科学家使用两个量子自旋相反的铷原子，希望在这种分子大小的世界中，找到量子物理定律如何影响重力，这样就有机会连结量子力学与传统物理学这两种理论。 照理说，两个铷原子的量子自旋不同，无法完全符合等价原理，因此两个铷原子的降落速度应该会有些许不同。 重力不理会量子自旋 像这样的实验进行过很多次，但这是第一次使用原子尺寸，而不是用完整物体进行实验。 实验中将这两个铷原子冷却到比绝对 零度高百万分之几度的温度，让它们保持稳定（温度越高，原子活动力越强），接着放进真空管中。 他们用雷射光让原子逐渐开始活动，并用称为「原子干涉（atom interferometry）」的技术测量原子落下的速度。 实验显示重力于相反量子自旋原子上之作用力与在其他相同物体上之作用力是一样的：仍然符合等价原理。两个原子落下的速度几乎是一样的，显示出即使是原子尺寸的世界，还是符合传统物理学的重力作用。 因此，想要将两种理论结合起来，到目前为止似乎还只是空想。 不过，也有可能是我们目前所使用的测量仪器还无法测量出某些效应，因此，等将来技术更加发达，也许研究人员就能找到解答。 |
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