引力量子化的探索是物理学界的一大圣杯，它试图填补当前粒子物理学标准模型中的空白。作为我们日常生活中最为熟知的宇宙四大基本力之一，引力却成为唯一未能被标准模型充分解释的力量。实现引力与量子力学的融合，意味着科学家们有可能建立起一套能够统一描述宇宙所有基本力的万物理论。为了寻找可能存在的量子引力理论线索，科学家们聚焦于微观世界中，原子和粒子间的引力相互作用。然而，由于地球庞大引力的影响，这些微妙的引力相互作用变得几乎难以察觉，犹如在喧嚣的喷气发动机下分辨虫鸣般困难。虽然电磁力的测量可以通过隔离盒进行精确控制，但对重力的测量则面临巨大挑战。
不过，科研团队日前创新性地设计了一种实验装置，巧妙地消除了地球引力的干扰，揭示了微小物体间的引力互动。他们利用超导陷阱将磁性粒子悬浮起来，并将其与外部电磁、热及振动环境完全隔绝；随后通过在一个旋转轮上摆动2.4公斤重物，观测该粒子是否产生相应位移。结果令人振奋，研究小组成功测得当重物距离该微粒最近时，作用在其上的引力仅为30阿牛顿，而这个微粒的质量仅有0.43毫克，创下迄今为止对最小质量物体引力测量的新纪录，远低于先前90毫克（约一只瓢虫质量）的记录。另一项最新研究甚至探测到仅1毫米距离内因引力差异导致的时间流逝变化。
这项微乎其微的测量成果标志着人类向量子引力领域的探索又迈进了一步。通过在如此微小尺度上测量重力，科学家们有望逐步将这种奇特力量纳入我们的宇宙模型框架，进而构建起完整的万有理论。
“一个多世纪以来，科学家们始终致力于揭示引力与量子力学如何协同运作，但均未取得实质进展。”本研究的主要蒂姆·富克斯表示，“如今，我们成功测量到了史上最小质量物体所产生的引力信号，这表明我们距离揭开它们之间协同机制的神秘面纱更近一步。接下来，我们将进一步运用此类技术缩小探测源尺寸，直至触及量子世界的边界。一旦理解了量子引力，我们就有望解开诸多宇宙谜团，如宇宙起源之谜、黑洞内部的秘密以及如何将所有基本力整合进一个宏大的统一理论。”
此项研究成果已在《科学进展》杂志上发表。敬请关注“知新了了”，获取更多前沿科学资讯！
