內蓋夫本古里昂大學等團隊首次直接量到量子物體自由墜落時的等效原理效應，但團隊強調這沒有統一量子力學與重力，也未證明重力本身是量子的。
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一具原子晶片、幾道微波脈衝，加上一朵冷卻到接近絕對零度的銣原子雲，讓物理學家第一次在量子世界裡，直接量到愛因斯坦重力理論的一項核心預測。這項由內蓋夫本古里昂大學、烏爾姆大學與牛津大學合作的研究已發表於 Science Advances 期刊。
但研究團隊自己講得保守：這個結果沒有把量子力學和重力兜成同一套理論，也沒有證明重力本身帶有量子性質，只證明等效原理，在這次測試的範圍內，依然和量子力學相容。
兩套理論，一百年沒對上
一百多年來，物理學家手上有兩套極度好用的工具。量子力學解釋原子等微小物體的古怪行為；愛因斯坦的重力理論解釋物體如何墜落、宇宙如何被重力塑形。兩邊各自精準得驚人，卻始終沒有一套說法能同時涵蓋兩者。
這次的實驗，正是要探一探兩者交界的地方。研究團隊鎖定的目標，是愛因斯坦理論裡的等效原理：對一個自由落下的觀察者來說，重力應該會就地消失。
簡單來說就是，搭電梯纜繩斷掉往下墜的那一刻，人會感覺不到重量。這個原理在一般物體身上，已經撐過極其精密的檢驗，但沒人確定它能不能套用在量子物體上，因為量子物體的行為像波，可以同時走兩條路徑。
團隊為此打造了一具新裝置，取名量子伽利略干涉儀，向研究重力墜落的伽利略致敬。它能把一個原子對應的量子波，拆成兩條路徑：一條原地不動，另一條自由墜落，最後再把兩者合而為一，看看重力究竟怎麼改變了那條落下的波。
由於這套干涉方式前所未見，量子理論專家沃夫岡・施萊希，負責建立解讀這具裝置的理論架構。
把原子一分為二
實驗地點在內蓋夫本古里昂大學，材料是一團團被冷卻到接近絕對零度的銣原子雲，操作位置就貼在一片特製原子晶片表面附近。博士生多布考斯基所在的實驗團隊，先用微波脈衝把原子推進量子疊加狀態。簡單來說就是，讓每顆原子同時走上兩條不同路徑。
接著，團隊靠晶片上細如髮絲的電線，產生精準可控的磁場。
其中一條路徑上的原子波，會對磁場產生反應，研究人員藉此施加一股向上的力，剛好抵消重力往下拉的力道，讓這部分相對於地面和實驗室原地不動。另一條路徑則先被磁脈衝向上推一把，再切換到幾乎不受磁場影響的狀態，任其像被拋向空中的球一樣，沿拋物線自由墜落。
墜落結束後，團隊用另一道精準磁脈衝，把兩條路徑重新接回一起。兩股波重逢時彼此干涉，讓研究人員量出，靜止的那一份和墜落的那一份之間，累積出的極其微小的量子相位差。這個量出來的相位，剛好對上把等效原理套用在量子波身上時，理論預測的數值，等於在量子物理和愛因斯坦的重力理論之間，架起一條實驗上的連線。研究人員表示，過去雖有實驗用量子粒子測量重力，但這是第一次直接量到自由墜落物體的量子相位。
主導研究的羅恩・佛爾曼形容，這篇論文少見地把高難度實驗和牽動物理學根基的理論詮釋結合在一起。共同作者弗拉特科・韋德拉爾則說，沒有理論告訴我們量子力學為什麼該失靈，這次實驗把它推向重力這個前沿，預測再一次撐住了。
沒統一，也沒推翻
但要把話說清楚：這個結果沒有統一量子力學與重力，也沒有證明重力本身是量子的。它證明的，只是等效原理在這次測試的範圍內，和量子力學相容。不是牛津大學新聞稿標題那種「量子世界裡看見愛因斯坦重力」的響亮說法。
這次結果，也沒有推翻潘洛斯爵士的另一個猜想：物體夠重、疊加時間夠久，量子力學本身可能會失效。這次實驗測試的質量和時間尺度，都還沒到能檢驗這個猜想的門檻，所以它既沒被證實，也沒被推翻。
研究團隊表示，希望這套技術能成為墊腳石，用在奈米鑽石等更重的物體上，這類實驗已在同一個團隊展開。
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