迄今最小引力場測量完成

英國《自然》雜志近日發表一項物理學最新研究成果：歐洲科學家團隊稱，他們完成了對迄今最小引力場的測量。研究人員利用兩個半徑1mm的小金球完成了這次測量，這一成果完善了人們對引力的理解，亦為今后探索基礎物理新領域的實驗鋪平了道路，比如探索暗物質或是量子物理與引力之間的相互作用。

引力是自然界最基本的一種力，我們已知這是任意兩個物體或兩個粒子間的與其質量乘積相關的吸引力，但我們對引力的理解，其實一直都不完整——引力無法被納入物理學標准模型，它與量子理論似乎也格格不入。測量極小物體間引力的耦合力或能為這種神秘的力提供一些見解，比如與牛頓引力理論預測值的偏差。不過，開展這種測量的難度很大，需要嚴格控制的環境以確保其他來源和引力本身擾動的最小化。

此次，包括奧地利維也納大學科學家馬庫斯·阿斯佩爾梅耶在內的研究團隊，設計了一個全新實驗，讓引力單獨表現為兩個質量約90mg的小金球之間的耦合力。這項嚴格控制的實驗，將外部擾動的影響降到了最低——比如，實驗中使用了一個法拉第屏蔽來阻擋靜電力，還將其中一個金球與一個真空室相連，將地震和聲音效應最小化。而另一個球會周期性地靠近接地的球，從而將引力耦合單獨分離出來，使其可以從旋轉信號的變化中被檢測出來。

這個實驗証實了經典的牛頓物理理論，即兩個球之間的引力取決於它們的質量和距離。研究人員認為，他們實驗的靈敏度還有進一步提升的空間，將來有望對更小物體間的引力進行測量。

在隨附的新聞與觀點文章中，德國聯邦物理技術研究院（PTB）科學家認為，這類實驗能讓研究人員對迄今仍有待探索的基礎物理進行測試，包括暗物質的引力效應和量子系統之間的引力耦合。不過研究人員在最后總結中也表示，以現階段的科學水平，在這類測試中融入量子物理仍頗具挑戰。