量子自由落体实验支持爱因斯坦的核心引力原理

科学家观察到引力对自由下落的量子物体产生了一种长期以来由理论预测的效应，发现其行为在所测试的范围内符合爱因斯坦的等效原理。这项发表于《科学进展》的研究，在描述原子等微小系统的量子力学与解释引力及物体下落方式的广义相对论之间建立了实验联系。

研究团队使用冷却至略高于绝对零度的铷原子云，并在一块专门设计的原子芯片附近对其进行控制。在名为伽利略量子干涉仪的装置中，每个原子的波被有效地分为两条路径。其中一条相对于实验室保持固定，另一条则被向上推送，置于几乎不受磁场影响的状态，随后在引力作用下自由下落。

两条路径重新汇合时产生了干涉。研究人员由此测得，一部分下落、另一部分静止期间积累的量子相位存在微小差异。测得的相位偏移与将等效原理应用于这种量子波所得到的预测一致。

等效原理指出，对自由下落的观察者而言，引力在局部应当消失。这一原理已在较大物体上得到精确检验，但引力与量子物理之间的关系仍未解决。这项实验并未统一两种理论，也没有证明引力本身具有量子性质。它表明，在这一经过严格测试的条件下，爱因斯坦引力理论的一项核心原理仍与量子物质相容。