[魏少军]

中国科学技术大学潘建伟团队等国内外研究人员合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星对一类预言引力场导致量子退相干的理论模型进行实验检验。这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试结合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验。相关研究成果于北京时间9月20日在《科学》杂志上以“First Release”形式在线发表。

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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

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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。

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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。

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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

[魏少军]

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

[魏少军]

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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广义相对论预言了一类奇异的时空结构，这种时空结构会出现违背因果律的行为——回到过去，如同科幻小说中的“时间机器”。而在量子引力理论中这类时空结构尤为重要，因为该结构在原则上可以由量子引力的时空几何涨落形成。

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但是时间机器对因果律的破坏将引起许多逻辑悖论，为避免这一问题，美国著名物理学家Polchinski最早提出了理论解决方案。他指出，经典物体在这类时空结构中存在一种特殊、自洽的演化过程，不会产生逻辑悖论。美国物理学家Politzer和英国物理学家Deutsch等人对该理论进行了推广，研究了量子态在这类时空结构中的自洽演化行为。

[魏少军]

用于与墨子号进行量子通信的阿里地面站望远镜