我們有四種基本的自然力。 「量子重力」可以幫助我們找到神祕的5
幾十年來，科學家一直在尋找第五種基本的自然力，它可以解釋宇宙的神秘方面，例如暗能量和暗物質。這些是我們宇宙的一部分，根本無法用我們所知的四種基本力來解釋：重力和電磁力，以及強核力和弱核力。
此外，在尋找這種力量的同時，研究人員也在拼命尋找一種理論 量子重力。這是因為量子重力可以統一我們對大尺度宇宙的最佳描述——阿爾伯特愛因斯坦的理論 廣義相對論 – 以及亞原子物理學，稱為量子力學。這兩種理論都出現在 20 世紀初，並不斷被實驗證實，但它們堅決拒絕重疊成單一的、統一的理論。
但現在，這兩項科學研究出現了重疊。新研究建立了引力的量子框架 – 發現它實際上為第五種可能提供了線索 大自然的基本力量。
該團隊的研究結果表明，並不是所有關於第五種基本力的可能建議，第五種基本力在非常小的距離上看起來與艾薩克·牛頓萬有引力定律略有偏差，並且可以通過兩個參數來描述：它的強度和它作用的範圍。本質上，搜尋可以縮小對第五種基本力的搜尋範圍。
「主要挑戰之一是克服主要概念上的障礙：量子重力通常被視為一個極其抽象的話題，幾乎不可能與可觀察到的現象聯繫起來，」國家天體物理研究所（INAF）的阿爾菲奧·博南諾（Alfio Bonanno）在一份從意大利語翻譯的電子郵件聲明中說道。 「在某些方面，這就像站在一座每個人都認為無法攀登的山壁前。第一步不是技術上的，而是精神上的：讓自己相信一條可能的路徑確實存在。這項工作正是源於這個想法：尋找無窮小尺度的物理與現實世界中潛在可觀察現象之間的具體聯繫。”
該團隊探索的量子重力框架被稱為“漸近安全”，它斷言 重力 由於停止了引力，即使在高能量下也可以保持一致和控制。如果這個理論在高能階仍然有效，博南諾和同事發現第五種基本力的範圍和強度是有限的，導致這些參數被排除在外。
博南諾說：“最令人興奮的方面是，理論上排除的部分區域尚未進行實驗探索。” “這意味著未來的高精度重力測量可以直接測試並可能證偽此類受量子引力啟發的模型。”
通常，物理學家會假設新的力，然後確定它們是否可以透過實驗檢測。這項研究採用了不同的方法，排除了所提議的力量特徵的一些可能性。事實上，該團隊排除的大部分區域尚未經過實驗探索，這一事實為進行精確的重力測量以測試量子重力奠定了基礎。
INAF 的 Emiliano Glaviano 在聲明中表示：“我們的研究表明，量子引力不僅可以在極端和難以接近的能量下成為有效的理論，而且還可以在更大的尺度上產生具體的、可測試的結果。” “無窮小距離的物理學可能會在宏觀世界中留下可觀察到的基本定律：我們的基本定律排除。
這項研究適用於量子物理學小尺度上的物理學，其中量子重力應該出現在行星物體的尺度上。因此，必須透過廣泛的實驗來測試這種量子重力理論或第五種基本力與牛頓定律的偏差的痕跡。這涉及使用一種稱為原子乾涉測量或量子感測器的技術來測量整個太陽系，例如月球雷射測距，或更廣泛的天文尺度，例如測量行星動力學。
該團隊的研究發表在該雜誌五月版上 物理評論論文。
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