正文 愛因斯坦與薛定諤的貓(2 / 2)

論文中提到的問題是否足夠重要,將會成為未來量子實驗中一個新的考量因素?有一些物理學家並不認同。北歐理論物理研究所的物理學助理教授薩冰·霍斯菲爾德(Sabine Hossenfelder)認為,地球表麵的引力場對於量子係統來說是一種幾乎可以被忽略的效應,就是因為其太過微弱,此前幾乎沒有物理學家對此注意過。就算這篇論文提醒人們注意到廣義相對論效應存在於量子係統中,它也不會對於量子實驗產生太大的影響。霍斯菲爾德認為,引力場未必一定會對於宏觀物體的量子態產生影響,在地球表麵的引力場中,隻有當物體的質心發生變化,才有可能產生微弱的廣義相對論效應,但是如果一個物體隻是進行旋轉,質心的位置並不發生變化,那麼它也就自然不會受到廣義相對論效應的影響。

“宏觀物體”因為由眾多的粒子組成,粒子之間相互作用的能量有可能受到廣義相對論效應的影響,霍斯菲爾德對於論文中作者的計算模型並不信服。論文中舉例,一個宏觀的試驗樣本大概含有1023個粒子(阿伏伽德羅常數),如果考慮到廣義相對論效應的影響,那麼產生退相幹效應的時間將是微秒級的。但是根據這個模型進行計算,如果一個實驗樣本隻是由上百個粒子組成,那麼它由廣義相對論效應所產生的退相幹時間則會達到107秒,幾乎長達一年,這對於實驗物理學家來說實在是太過美好(這個時間的計算未必有誤,其隻是考慮了廣義相對論效應的影響而沒有計入其他因素)。

皮科夫斯基論文的預印本此前已經在網上公布了兩年的時間,發表在《自然·物理學》雜誌上之後自然吸引了更多的關注,但是這篇論文之所以能夠引起人們廣泛的關注和討論,更重要的原因在於它把量子力學和廣義相對論這兩個物理學的基礎理論包含在一起。這難免不會讓人聯想到物理學家幾十年來一直希望這兩種目前互不相容的理論結合起來,創造一個完善的量子引力理論的努力。實際上,這篇論文中並沒有涉及量子引力理論的研究,它所揭示的是人們都已經熟知並且認同的現象,並不需要對於廣義相對論或是量子理論進行任何修改,而對於“薛定諤的貓”的生死狀態,量子測量問題,以及波函數的本質,也並沒有進行更深入的探索,但是對於文中提到的在地球表麵廣義相對論效應對於量子退相幹效應的影響,無論效果是否顯著,從此都一定會吸引到更多物理學家的關注和考量,也將會是未來量子實驗領域一個令人感興趣的話題。

(本文寫作參考了《自然》雜誌的報道)