原子力

深蓝色的畅想

　　（1）在原子干涉仪中，原子的波函数被分成左臂和右臂，然后左臂和右臂的波会重新结合，产生干涉图样；（2）在实验开始之初，原子的波函数是不受摆的影响的，这意味着原子的两臂完全相互干涉；（3）如果引力确实导致了原子和摆之间的纠缠，那么摆就会部分地测量原子的位置，将它集中在两个臂中的其中一个上；（4）在每经过半个振荡周期后，摆就会回到它的起始点，失去它所创造的引力纠缠的所有记忆，恢复干涉图样。| 图片来源：S。 Kelley/NIST

　　当摆动的物体经过半个周期的振荡，回到起点之时，它就失去了它所创造的引力纠缠的所有“记忆”。这是因为无论摆的摆动方向为何，它都返回到了相同的起始位置——如果最初向右摆动，它就为原子在干涉仪的右臂挑选出一出一个正确的位置；如果最初向左摆动，它就为原子在干涉仪的左臂挑出一个正确的位置。当它回到起始位置时，它为原子在左臂或右臂上选择一个位置的可能性是相同的。在那一刻，物体和原子之间的纠缠被消除，原子干涉图样重新出现。

　　再过半个周期，当摆再向某一边摆动时，纠缠就会重新建立，干涉图样再次减弱。随着摆的来回摆动，就会重复出现“干涉图样的出现、减弱、出现”的循环模式。研究人员认为，干涉的消失和恢复，就是证明纠缠存在的确凿证据。除了引力纠缠，其他任何现象都难以产生这样的循环。

　　虽然从实际操作的角度来看，完美地实现这样的实验可能需要十年或更长的时间，但初步版本或许能在几年内就能完成。比如研究人员可以利用各种“捷径”，来让观测变得更加容易。其中最大的捷径就是——去接受这样的假设，就像爱因斯坦的广义相对论一样，无论你什么时候开始实验，都应该得到相同的结果。研究人员指出，这项实验的成功必须要将所有非引力的量子纠缠考虑在内，这需要仔细的设计和测量才能排除。