原子在重力作用下下落,但其量子波会积累相位,若不结合两大理论则无法预测。国际物理学家团队首次在原子芯片实验中直接测量了这一相位。
实验在实验室进行 内盖夫本-古里安大学(以色列) 牛津、乌尔姆及其他中心的科学家参与其中。团队包括诺贝尔奖得主 罗杰·彭罗斯。研究人员使用冷却至接近绝对零度的铷原子,并通过微波脉冲和磁场在特殊原子芯片上操控它们。他们构建了伽利略量子干涉仪:将原子的波函数分成两部分,一部分保持静止,另一部分自由下落,然后重新合并路径并记录干涉。
结果与爱因斯坦等效原理应用于量子波时的预测一致。下落部分积累的相位精确符合预期值。这是首次直接测量自由落体的量子相位。
想象两艘相同的船同时从同一点出发:一艘静止,另一艘顺流而下。当它们再次相遇时,路径差异通过水面波的位移显现。这里重力扮演水流角色,而量子相位则相当于波的位移。
该实验并未统一量子力学与引力,也未证明引力本身是量子化的。它表明等效原理在量子领域依然成立。研究发表于 2年2026月 的《科学进展》杂志。
现在物理学家有了新工具来检验量子理论在引力场中的适用范围,并为未来使用更重物体的测试铺平道路。



