中国科学家再登《science》,他们要给爱因斯坦答疑解惑( 三 )

阿里地面站与墨子号卫星进行星地实验的场景,绿色光为卫星发射的信标光、红色为地面发射的信标光

量子力学和引力理论是现代物理学的两大支柱。他们在各自的领域都取得了巨大成功。但是任何试图将他们融合的理论工作都遇到极大困难。

在目前已知的四种基本相互作用中,电磁、弱相互作用和强相互作用都已量子化,而且已经统一。唯有关于引力作用的量子化问题一直悬而未决,解决、或对于这一问题的正确理解将有助于建立关于四种基本相互作用的大统一理论。这是物理学界包括爱因斯坦在内的众多科学家所关心的最为重要的问题之一。

中国科学家再登《science》,他们要给爱因斯坦答疑解惑

实验场景,地面为了提高信号光强度,采用三台设备联合工作,照片中有两台望远镜同时向卫星发射信标光

目前关于如何融合量子力学和引力理论的讨论,模型众多,但都缺乏实验检验,无法验证,严重阻碍了科学的发展。一个主要的原因是因为这些理论模型的预言都只能在极端实验条件下检验,比如在极小空间尺度10-35米,比电子半径10-15米还小了20个数量级,或者是极高能标1016TeV(万亿电子伏),而当前大型强子对撞机如LHC也只能将质子的能量提升至10 TeV量级,这些都远远超出目前可以到达到的实验条件。

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