科學家建立超越愛因斯坦廣義相對論的引力量子場論
一百年前，愛因斯坦通過推廣狹義相對論而創立了廣義相對論，建立起引力與時空幾何的內在聯系，成為二十世紀理論物理劃時代的進展。另一方面，狹義相對論與量子力學作為二十世紀理論物理具有變革性的進展，它們的成功統一建立了相對論量子場論。量子場論作為描述微觀世界的基本理論，成功地應用于電磁力、弱作用力和強作用力三種基本作用力的描述，導致粒子物理標準模型的建立，成為二十世紀理論物理的重大突破性進展。廣義相對論作為引力的經典理論，對宇觀世界的描述得到了實驗的證實。盡管如此，廣義相對論與量子力學的統一至今未能取得成功。其主要障礙包括：以彎曲時空動力學為基礎的廣義相對論不再具有四維時空平移不變性，不能像狹義相對論中那樣很好地定義和度量時間間隔和空間間隔以及能量和動量等物理守恒量。為此，建立自洽的量子引力理論成為半個多世紀以來理論物理學家一直在探討的前沿科學問題，它的成功建立將不僅對理解早期宇宙的起源和演化至關重要，而且對量子理論本身的普適性和自......閱讀全文
廣義相對論有了迄今最高精度測量
美國天體物理聯合實驗室（JILA）的物理學家對愛因斯坦廣義相對論的時間膨脹效應進行了有史以來最小尺度的測量，結果表明，兩個相隔僅一毫米的微小原子鐘，確實以不同的速度運轉。16日發表在《自然》雜志上的論文描述了這一實驗，并提出了如何使原子鐘比當今最好的設計精確50倍的方法，或為揭示相對論和引力如何與量
每個讀者心中都有一個屬于自己的愛因斯坦
《我的愛因斯坦》，[美]約翰·布羅克曼編，高妍譯，湛廬文化/浙江教育出版社2024年7月出版，定價：109.90元一愛因斯坦（1879—1955）深刻地影響了我們對世界的理解，其痕跡之深，令人感嘆。一個多世紀后的今天，其影響沒有絲毫減退的跡象，相反，卻日益激勵和啟發著我們。年僅26歲的愛因斯坦，遠離
量子光學的發展規律
到了19世紀，特別在光的電磁理論建立后，在解釋光的反射、折射、干涉、衍射和偏振等與光的傳播有關的現象時，光的波動理論取得了完全的成功（見波動光學）。19世紀末和20世紀初發現了黑體輻射規律和光電效應等另一類光學現象，在解釋這些涉及光的產生及光與物質相互作用的現象時，舊的波動理論遇到了無法克服的困難。
上海光機所等在強場量子光學研究中取得進展
近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室與上海交通大學等單位合作，在相干激發的氮氣離子中實現“光子存留”效應，驗證在大氣離子氣體中對光子進行相干操控的可能性。相關成果發表在《科學通報》上。 氮氣是空氣中含量最為豐富的氣體。最近的一系列科學研究發現，強場電離產生的氮氣離子
首張黑洞圖像，沒有回答三大問題
4月10日，整個物理學界陷入一場集體狂歡中——位于全球各地的“事件視界望遠鏡”（EHT）拍攝的首張黑洞特寫照片終于面世，這張照片是黑洞存在的直接證據，拉開了黑洞天文學新時代的序幕。 盡管如此，據美國趣味科學網站10日報道，英國埃默里大學黑洞研究專家艾琳·邦寧說，黑洞的故事遠沒有結束，狂歡之后
引力波真的存在嗎？
近日，一條關于神秘引力波被發現的傳言正在迅速擴散。美國亞利桑那州立大學物理學家勞倫斯·克勞斯在社交網站推特上發布消息稱自己收到可靠證據，美國激光干擾引力波觀測站（LIGO）已成功偵測引力波。媒體廣泛跟進了這一消息，并稱LIGO研究團隊正收集數據撰寫報告。若傳聞屬實，廣義相對論最重要的一項預測將得
哈佛大學弦理論學家瓦法：想象力比知識更重要
遇事不決，量子力學。面對引力和時空，量子力學真的無計可施了嗎？美國哈佛大學教授、狄拉克獎與基礎物理學突破獎獲得者庫姆倫·瓦法認為，弦理論是一種可靠的量子引力理論。7月17日，瓦法與搜狐董事局主席張朝陽關于《物理時空觀的變革》的知識對談中，兩位麻省理工學院物理系校友從量子力學的歷史與困境，聊到當今物理
理論物理所在量子場論研究中取得進展
如何得到一個自洽的量子引力理論是當今理論物理學的最大疑難之一，而近年來量子場論中關于“色因子和動量因子對偶”的相關研究有可能為科學家對量子引力的理解帶來深刻的變革。中國科學院理論物理研究所副研究員楊剛首次在量子場論五圈水平實現了色因子和動量因子的對偶，是該方向上的重要進展，對于量子引力，特別是超
3日直播｜國科大教授郝劉祥導讀《物理世界的本質》
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/2/517111.shtm 直播時間：2024年2月3日（周六）20：00 直播平臺： 科學網APP (科學網微博直播間鏈接) 科學網微博 科學網視頻號
電磁波和引力波（二）
用什么“尺子”來測量這么小的長度變化？科學家們又請出了引力波的大哥-電磁波，以激光的面貌出現。所用儀器是和1887年邁克耳遜的干涉儀[7]基本同樣的原理。干涉儀向不同方向發出兩束激光，在兩個長臂中來回后進行干涉，從干涉圖像則可以測量出兩臂長度的微小差異。這種設備是愛因斯坦的幸運神，當年邁克耳孫和莫雷
超冷原子傳感技術成功檢測太空環境變化
美國國家航空航天局的冷原子實驗團隊利用原子干涉儀等量子傳感工具，成功測量了國際空間站的細微振動。這是科學家首次使用超冷原子檢測太空環境的變化。相關論文發表于13日出版的《自然·通訊》雜志。原子干涉儀可精確測量重力、磁場和其他力。科學家一直在地球上利用該傳感器研究重力的基本性質，促進了飛機和船舶導航技
量子光學的發展史
眾所周知，光的量子學說最初是由A．Einstein于1905年在研究光電效應現象時提出來的[注：光電效應現象包括外光電效應、內光電效應和光電效應的逆效應等等，愛因斯坦本人則是因為研究外光電效應現象并從理論上對其做出了正確的量子解釋而獲得了諾貝爾物理學獎；這是量子光學發展史上的第一個重大轉折性歷史事件
從黑洞中拯救量子理論：霍金的終極探索
John Preskill（左）、Kip Thorne（中）和霍金探討黑洞理論。圖片來源：CALTECH ARCHIVES 在1955年去世時，阿爾伯特·愛因斯坦已經花了幾十年去追求一種孤獨的、不切實際的探索：一種能統一引力和電磁學的萬物理論——盡管物理學家在其間已發現了新的核力量。而近日去
宇宙在膨脹，幕后“推手”什么樣
暗能量的身份，一直是宇宙中最大的謎團之一，吸引科學家做了無數理論推測和研究。比如，科學家近日在《自然·天文》發表論文稱，利用錢德拉X射線天文臺和 XMM-牛頓天文臺的數據進行的研究表明，暗能量很可能隨著宇宙時間的推移而增長。那么，這位宇宙中“大主角”的真實面目到底是什么？它為何這么重要？ 驚人
最新時空觀測結果證實愛因斯坦相對論合理性
NASA費米空間望遠鏡觀測到的劇烈爆炸 據美國太空網報道，美國航天局“費米伽馬射線空間望遠鏡”在一年來的觀測中，發現了最新的高能光線，從而證明了愛因斯坦關于光速理論的正確性。 費米空間望遠鏡是去年才發射升空的最新天文望遠鏡，致力于探尋宇宙中最劇烈的大爆炸所產生的伽馬射線。最新的發現令
本科生大智慧！南開大學學生提出演化黑洞模型
近日，南開大學物理科學學院2020級伯苓班本科生胡瀚文，在團隊指導下，基于超越廣義相對論的理論框架，提出了一個演化黑洞模型，首次將正規黑洞融入奇異黑洞的演化終態，以全新的視角解釋了正規黑洞并研究了相關的量子效應，為解決正規黑洞熱力學中熵-視界面積定律的疑難提供了可行性。 該項研究成果以“A r
南開大學本科生在黑洞研究中取得重要進展
近日，南開大學物理科學學院2020級伯苓班本科生胡瀚文，在團隊指導下，基于超越廣義相對論的理論框架，提出了一個演化黑洞模型，首次將正規黑洞融入奇異黑洞的演化終態，以全新的視角解釋了正規黑洞并研究了相關的量子效應，為解決正規黑洞熱力學中熵-視界面積定律的疑難提供了可行性。 該項研究成果以“A r
自由落體普適性通過迄今最嚴格測試
所有物體，不論其自身重力如何，在外部引力場中下墜時具有相同的加速度，這一原理通過了迄今為止最嚴格的測試。根據英國《自然》雜志4日發表的一項物理學研究，歐洲科學家通過分析中子星—白矮星—白矮星三星系統，驗證了等效原理，為愛因斯坦廣義相對論的關鍵預測提供了極其重要的支持。 等效原理是引力的最基
超冷原子傳感技術成功檢測太空環境變化
科技日報北京8月14日電（記者劉霞）美國國家航空航天局的冷原子實驗團隊利用原子干涉儀等量子傳感工具，成功測量了國際空間站的細微振動。這是科學家首次使用超冷原子檢測太空環境的變化。相關論文發表于13日出版的《自然·通訊》雜志。國際空間站上安裝的原子干涉儀。圖片來源：《自然·通訊》雜志原子干涉儀可精確測
空間引力波探測：－在太空中捕捉引力波“音符”
日前，一條有關空間引力波探測的消息在天文圈被刷屏。 據歐洲太空局（以下簡稱歐空局）官網報道，其下屬科學項目委員會在6月20日舉行的會議中一致決定，將探測引力波的激光干涉空間天線（LISA）正式確定為歐空局第三大型空間任務（L3）。根據時間表，LISA將在2034年開始從空中探測引力波。 事實
量子鉆石探針實現高分辨率的矢量射頻場探測
射頻場的探測對于物理學、電子學與生命科學等領域的發展有著重要的意義。近年來，一些關于射頻場探測的方案被提出，但是有的探針尺寸過大，有的探針需要極端探測條件（比如低溫），它們的應用因此受到限制。 近日，中國科學技術大學杜江峰教授課題組通過射頻場對NV色心電子自旋躍遷的影響，在室溫下用單個電子自旋
相互作用玻色量子氣體人工規范場的實驗取得進展
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/1/516876.shtm
相互作用玻色量子氣體人工規范場的實驗取得進展
超冷原子量子氣體具有優越的可調控性，利用菲施巴赫共振可以控制原子的相互作用，為在量子多體系統中合成人工規范場及研究相互作用的影響提供了一個理想的實驗平臺。目前，實驗上已經發展了多種方法合成規范場，并觀測到了手征性原子流和拓撲特性。然而，這些研究主要聚焦在單粒子模型和弱相互作用范圍，對于相互作用和
我國學者在寬帶量子光場制備及應用方面取得進展
記者8日從山西大學獲悉，該校賈曉軍教授團隊在寬帶量子光場制備及應用研究方面取得重要進展。該團隊在制備連續變量寬帶壓縮態光場基礎上，完成了半設備無關量子隨機數發生器的研究，相關研究成果發表于《npj-量子信息》期刊。量子態光場，是開展量子信息技術研究的重要量子資源。連續變量量子態光場具有確定性產生、高
吳岳良：在科學史上留下屬于中國學者的理論
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/8/444868.shtm 太空浩渺深邃，驅動其誕生、演化、膨脹的隱秘“暗”物質與能量長什么樣？萬物繁復多變，是否有一種統一而“簡潔”的理論和模型解釋所有現象？宇宙留下“時空漣漪”，如何捕捉這美妙卻微弱的信
絕對真空是什么
真空目錄 ·真空概論·人類對真空認識的歷史發展·真空的性質·真空和微重力環境利用技術真空概論vacuum按其詞源本義是虛空，即一無所有的空間；按現代物理的觀點，真空不空，其中包含著極為豐富的物理內容。一種說法是,當容器中的壓力低于大氣壓力時,把低于大氣壓力的部分叫做真空,而容器內的壓力叫絕對壓力。另
科研人員在暗光子與引力新現象研究方面取得重要進展
宇宙中存在著大量無法通過電磁信號直接觀測的未知物質，被稱為暗物質，其中暗光子是一種重要的理論候選粒子。作為超出標準模型理論的新粒子，暗光子通過與光子動能項的混合，具有和光子相似的電磁相互作用；與光子不同的是，暗光子本身具有質量，與帶電粒子的相互作用遠遠小于光子。近日，中國科學院新疆天文臺脈沖星團組高
“拉索”驗證相對論時空對稱理論的正確性
最近，位于我國四川稻城的高海拔宇宙線實驗（“拉索”，LHAASO）合作組，利用其觀測的高能伽馬射線事例對愛因斯坦相對論時空對稱理論——洛倫茲對稱性的正確性進行了檢驗。這是當前對洛倫茲對稱性的最嚴格檢驗。實驗結果將洛倫茲對稱性的破缺能量標度提高了約10倍，驗證了愛因斯坦相對論時空對稱的正確性。相
美引力波觀測站升級：有望首次探測引力波
1916年，愛因斯坦在廣義相對論中預測了引力波的存在，這是遙遠宇宙極端天體事件的產物，如同時空中的漣漪 據國外媒體報道，引力波被認為來自宇宙中大質量天體的碰撞、爆炸等，是宇宙中最恐怖的能量釋放，比如超新星爆發、黑洞碰撞等。但科學家對引力波仍然不十分了解，原因在于我們很難探測到引力波，引力波雖
美最新研究表明黑洞根本不存在？
這張圖片描繪了星系中心一個超大質量的黑洞。這里的藍色部分代表黑洞附近輻射出的物質。圍繞黑洞的灰色結構，叫做環面，是由氣體和塵埃組成的。 從《星際迷航》到好萊塢，黑洞一直以來都吸引著人們的眼球，是流行文化的一個重要話題。直到現在對他們的了解還不夠深入——他們是宇宙中超高密度天體，而且完全不反射光