格罗宁根大学 在所提出的实验中，两颗钻石被放在一起，然后自由落体研究
除了重力之外，卡西米尔效应也将它们吸引在一起，在实验中造成噪音
薄铜板可以屏蔽这种影响，降低噪音，使实验更易于管理
学分:A
格罗宁根大学马祖姆达尔分校 引力是量子现象吗？几十年来，这一直是物理学中最突出的问题之一
格罗宁根大学的物理学家阿努帕姆·马祖姆达尔和来自英国的同事们一起提出了一个可能解决这个问题的实验
然而，这需要研究自由落体中两个非常大的纠缠量子系统
在一篇由一名三年级学士学生作为第一作者的新论文中，马祖姆达尔提出了一种减少背景噪音的方法，使这个实验更易于管理
物理学中四种基本力中的三种可以用量子理论来描述
爱因斯坦的广义相对论描述的第四种力(引力)却不是这样
马祖姆达尔和他的同事们先前设计的实验可以证明或否定重力的量子性质
叠加 量子理论的一个众所周知的结果是被称为量子叠加的现象:在某些情况下，量子态可以同时具有两个不同的值
拿一个被激光照射的电子来说
量子论说，它可以吸收或不吸收光的光子能量
吸收能量会改变电子的自旋，这是一个可以上升或下降的磁矩
量子叠加的结果是自旋既向上又向下
这些量子效应发生在微小的物体上，比如电子
通过瞄准一个特殊构造的微型钻石中的电子，有可能在一个更大的物体中产生叠加
这颗钻石小到足以维持这种叠加，但也大到足以感受到重力的拉力
这个特征就是实验所利用的:将两颗钻石在自由落体中相邻放置，从而抵消外部重力
这意味着它们只通过它们之间的引力相互作用
挑战性的 这就是另一个量子现象的来源
量子纠缠意味着当两个或多个粒子在很近的距离产生时，它们的量子态是联系在一起的
在钻石的情况下，如果一个是向上旋转，另一个，缠绕的钻石应该向下旋转
因此，该实验旨在确定在自由落体过程中，当钻石之间的重力是它们相互作用的唯一方式时，这对钻石是否会发生量子纠缠
“然而，这个实验非常具有挑战性，”马祖姆达尔解释道
当两个物体靠得很近时，另一种可能的相互作用机制就出现了，即卡西米尔效应
在真空中，两个物体可以通过这种效应相互吸引
“效果的大小相对较大，为了克服它产生的噪音，我们必须使用相对较大的钻石
“从一开始就很清楚，应该减少这种噪音，使实验更易于管理
因此，马祖姆达尔想知道屏蔽卡西米尔效应是否可能
封锁 他把这个问题交给了托马斯·范·德·坎普，一个三年级的物理学学士
“他来找我是因为他对量子引力感兴趣，并想为他的学士论文做一个研究项目，”马祖姆达尔说
在春季封锁期间，大多数正常课程暂停，范德坎普开始解决这个问题
“在非常短的时间内，他提出了他的解决方案，这在我们的论文中有所描述
" 这种解决方案是基于在两颗钻石之间放置一个大约一毫米厚的铜导电板
该板屏蔽了它们之间的卡西米尔势
没有板块，这种潜力会把钻石拉得更近
但是有了盘子，钻石不再互相吸引，而是被它们之间的盘子吸引
马祖姆达尔:“这通过卡西米尔效应消除了钻石之间的相互作用，因此消除了实验中的许多噪音
" 显著的 范德坎普进行的计算表明，两颗钻石的质量可以减少两个数量级
“这看起来像是一小步，但确实降低了实验的要求
“此外，由于卡西米尔效应的屏蔽，实验中所需的真空度等其他参数的要求也降低了
马祖姆达尔说，实验的进一步更新，也包括学士学生托马斯·范德坎普的贡献，可能会在不久的将来出现
“因此，他为期六个月的项目为他带来了两篇论文的合著者，这是一项了不起的成就
"
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