南极科学家寻找量子引力存在的证据

一支由哥本哈根大学的团队领衔的南极大规模实验，旨在寻找证据，证明引力也存在于量子层面。一种特殊的粒子能够无干扰地穿越空间，似乎揭示了这个问题的答案。

在南极附近的一个平方公里范围内分布着数千个传感器，它们的任务是回答物理学中一个重大的未解问题：量子引力是否存在？这些传感器监测中微子——这些没有电荷几乎没有质量的粒子——从外太空抵达地球。哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所（NBI）的团队参与了开发利用中微子数据来揭示量子引力存在的方法。

中微子是一种没有电荷几乎没有质量的粒子，在地球大气层内产生，并非来自深空。研究人员表示，通过研究地球大气层产生的中微子，他们能够验证他们的方法。现在，他们准备进入下一个阶段，即研究来自深空的中微子。

位于南极的IceCube中微子观测站是由美国威斯康星大学麦迪逊分校运营。来自世界各国的300多名科学家参与了IceCube合作项目。哥本哈根大学是50多所设有中微子研究中心的大学之一。

中微子由于没有电荷并且几乎没有质量，因此不受电磁和强核力的影响，可以以其原始状态穿越数十亿光年的宇宙。

关键问题是，当中微子在大距离上行进时，它的性质是否完全保持不变，或者是否会出现微小变化。

为了理解团队正在寻找的中微子性质的变化，需要一些背景知识。虽然我们把中微子称为一个粒子，但实际上我们观察到的中微子实际上是由三个粒子组成的超导态，这在量子力学中被称为叠加态。中微子有三种基本构型，即电子、缪子和τ子。随着中微子的运动，我们观察到的这些构型会发生变化，这是一种异常的现象，称为中微子振荡。

研究发表在《自然物理学》杂志上的科学文章介绍了来自NBI团队和美国同事的大规模研究结果。然而，这些中微子并非来自最有趣的深空源。这些中微子是在地球大气层内产生的，作为来自外太空的高能粒子与氮气或其他分子碰撞的结果。

研究人员认为，他们的分析表明，测试量子引力的可能性确实存在，未来将通过对天体中微子的更多精确测量以及未来十年建造更精密的探测器来最终回答这个基本问题。