以前被忽視的地球引力（重力）對量子系統(tǒng)的影響，很可能會(huì)擾亂量子實(shí)驗(yàn)。如果這一結(jié)果得到確認(rèn)，意味著一些量子研究或?qū)o法在地球上進(jìn)行。

　　不管怎么嘗試，你都不能同時(shí)出現(xiàn)在兩個(gè)地方,但電子可以。量子力學(xué)的規(guī)律告訴我們，亞原子粒子以疊加態(tài)存在，直至測量導(dǎo)致它的波函數(shù)坍縮。而一旦物體足夠大，就會(huì)失去量子特性，這個(gè)過程被稱為退相干，這主要是因?yàn)檩^大物體與環(huán)境的互動(dòng)，迫使它們只能處于一個(gè)位置。

　　物理學(xué)家們一直在通過阻隔外力對物體的影響來開展量子實(shí)驗(yàn)。2010年，美國加州大學(xué)圣芭芭拉分校的一個(gè)團(tuán)隊(duì)將一個(gè)60微米長的金屬條冷卻到剛剛高于絕對零度（零下273.15攝氏度），以免其產(chǎn)生溫度波動(dòng)，才得以使它保持了大約幾納秒的疊加態(tài)?？茖W(xué)家們希望能將更大的物體，比如病毒，置于疊加態(tài)，但現(xiàn)在看來他們還面臨著一個(gè)更根本的障礙——重力。

　　《新科學(xué)家》雜志網(wǎng)站16日的報(bào)道稱，哈佛大學(xué)的伊戈?duì)?middot;皮科夫斯基和他的同事計(jì)算了在地球重力場中做量子實(shí)驗(yàn)會(huì)出現(xiàn)什么情況。他們發(fā)現(xiàn)，引力時(shí)間膨脹效應(yīng)可能會(huì)導(dǎo)致大型系統(tǒng)失去其量子特性。

　　皮科夫斯基的計(jì)算表明，處于疊加態(tài)的分子也應(yīng)該經(jīng)歷這種時(shí)間差，而這會(huì)破壞其量子態(tài)。這是因?yàn)?，分子?nèi)的原子鍵像彈簧一樣在不斷振動(dòng)，如果一個(gè)分子處于距地面高度不同的兩種態(tài)的疊加，每一種態(tài)的振動(dòng)頻率不同會(huì)導(dǎo)致疊加態(tài)坍塌。

　　皮科夫斯基說，如果開展一個(gè)讓1克碳——大約10的23次方個(gè)原子——處于疊加態(tài)的實(shí)驗(yàn)，能讓它們垂直相距1微米的話，地球引力場將在1毫秒之內(nèi)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)退相干。而更小的粒子如電子因?yàn)闆]有可移動(dòng)的構(gòu)成成分，不會(huì)受時(shí)間膨脹影響。

　　目前，皮科夫斯基的觀點(diǎn)仍然只是理論，但他認(rèn)為可以通過原子鐘進(jìn)行檢驗(yàn)——讓一個(gè)原子鐘處于垂直疊加態(tài)，它會(huì)同時(shí)以兩種頻率發(fā)出滴答聲，從而發(fā)生退相干。

　　牛津大學(xué)的安德魯·布里格斯準(zhǔn)備用振動(dòng)碳納米管的大規(guī)模疊加態(tài)實(shí)驗(yàn)測試皮科夫斯基的理論。如果得到證實(shí)，這意味著物理學(xué)家可能不得不脫離地球引力前往月球或者太空開展宏觀物體的量子實(shí)驗(yàn)。（記者陳丹）

　　總編輯圈點(diǎn)

　　愛因斯坦曾預(yù)言，引力會(huì)減慢時(shí)間。原子鐘實(shí)驗(yàn)顯示，由于引力場強(qiáng)度的微弱差異，你的頭會(huì)比腳老得快一點(diǎn)兒，住二樓的人可能比在一樓老得快一點(diǎn)兒——每年約10納秒。盡管這是一個(gè)短到很多人沒有概念甚至沒聽說過的時(shí)間尺度，但宏觀世界和微觀量子世界有不同的規(guī)則，如果使用衛(wèi)星與地面進(jìn)行量子通訊，重力將可能產(chǎn)生致命的影響。本理論如獲證實(shí)，不但要將科學(xué)家趕到太空去進(jìn)行研究，更給遠(yuǎn)距離高跨度的量子通訊產(chǎn)業(yè)發(fā)展又添新障礙。