微型磁铁可以帮助测量量子尺度上的重力

一种可以测量重量小于一粒花粉的粒子的重力的装置可以帮助我们了解如何 重力作用 在量子世界中。

尽管重力让你粘在地面上，但它是我们所知的最弱的力。 只有非常大的物体，如行星和恒星，才会产生足够的引力，以便于测量。 做同样的事情 非常小的物体在量子领域的微小距离和质量上，这是极其困难的，部分原因是力的尺寸极小，但也因为附近较大的物体可以压倒信号。

现在 亨德里克·乌布利希 英国南安普顿大学的 Dr. 和他的同事开发了一种在小尺度上测量重力的新方法，方法是使用重约 0.5 毫克的微型钕磁铁，该磁铁通过磁场悬浮以抵消地球重力。

由附近物体的重力影响产生的磁体磁场的微小变化可以转换为重力的测量。 整个装置被冷却到几乎绝对为零，并悬挂在弹簧系统中，以最大限度地减少外力。

该探测器可以测量重量仅为几微克的物体的引力。 “你可以提高灵敏度，并将重力研究推向一个新的领域，”乌布利希说。

他和他的团队发现，当一个 1 公斤的测试质量在附近旋转时，他们可以测量到粒子上 30 阿托牛顿的力。 阿托牛顿是十亿分之一牛顿的十亿分之一。 一个限制是测试质量必须以正确的速度运动才能与磁铁产生重力共振，否则力将不足以被拾取。

实验的下一阶段是将测试质量缩小到与磁性粒子相似的尺寸，以便在粒子表现出纠缠或叠加等量子效应的同时测试重力。 乌布利希说，这将很困难，因为如此小的质量将要求实验的所有其他部分都非常精确，例如两个粒子之间的精确距离。 达到这个阶段可能至少需要十年的时间。

“他们甚至尝试了这种测量，这一事实令我难以置信，”说 朱利安·斯特林是一位英国工程师，因为很难将其他引力效应与其探测器质量隔离开来。 斯特林说，研究人员需要弄清楚如何最大限度地减少抗振动系统的重力影响，因为在本次实验中，它似乎对悬浮粒子产生了微小但明显的影响。