物理学家测得1927年预言的量子相位偏移
物理学家首次测量到物体在地球引力场中下落时产生的量子相位偏移。一项针对超冷铷原子的实验结果证实，爱因斯坦的等效原理在量子层面成立，Live Science报道。
该研究于9月2日发表在《Science Advances》期刊上。作为广义相对论基础的等效原理指出，在局部范围内，无法区分引力作用与加速度。
原子的两条轨迹
由以色列内盖夫本-古里安大学物理学家罗恩·福尔曼领导的团队，将约2万个铷原子冷却至玻色—爱因斯坦凝聚态。科学家利用无线电和微波脉冲，使原子进入两种磁态的叠加态。
原子的一部分在地球引力作用下自由下落。另一部分仍对磁场敏感，研究人员调节磁场强度，使其恰好抵消引力并让这一部分相对地球保持静止。在轨迹最高点，原子的两部分相距约7.5微米。
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相位偏移的增长
在将原子的两部分重新合并后，研究人员记录到干涉信号，显示出两者之间的相位差。理论预测，这一偏移将与自由下落持续时间的立方成正比地增长：如果下落时间加倍，效应应增加八倍。
科学家将自由下落持续时间增加至约2.4毫秒。在5.3小时内进行的633次实验运行中，他们记录到13次完整的相位振荡。测得的增长与理论模型的吻合度约为2.5%。
该研究的合著者、牛津大学物理学家弗拉特科·韦德拉尔指出，可以通过两种方法获得相同结果：将引力视为作用于量子波的力，或转入自由下落参考系并应用等效原理。同时，作者指出，该实验不能排除所有这一原理可能被违反的理论，因为其中一些理论也预测相同的相位偏移。
