量子物理學中最奇異的兩種現象首次在一次實驗中被聚集在一起——科學家們已經在利用這種裝置來探索現實的極限。
通過在微晶片上放置兩根非常接近的導線，現在可以在同一地點同時研究非常奇怪的卡西米爾效應和超導性，這在以前是不可能的。
這意味著物理學家將最終能夠檢驗目前存在的一些關于量子引力的假設——量子力可以解釋引力的理論。
這種由荷蘭代爾夫特理工大學(Delft University of Technology)的研究人員開發的特殊設備，采用了一種新型傳感器設計，以克服在超冷溫度下將兩根導線如此緊密地連在一起的挑戰——這種溫度是金屬轉化為超導體所需的溫度。
首席研究員Simon Groblacher說:“琴弦的中心有一些孔，可以作為一種光學共振器。”“特定波長的激光被困在那里。”
“我們可以用這個光來測量兩根電線之間的微小位移，這意味著我們可以測量在任何溫度下作用在它們上的力。”
卡西米爾效應假設兩個非常靠近的物體被“真空粒子”推到一起——量子力學認為，這些粒子應該存在，即使是在真空中。
因為卡西米爾效應，元件不能在芯片上太緊密地聚集在一起，雖然它已經被演示過很多次了，但直到現在它還沒有被發現與超導性結合在一起。
超導是量子力學的另一個支柱，它描述了某些材料(包括鋁和鉛)在超低溫度下不產生任何電阻的導電方式。
這兩種效果在一個微芯片上的新混合——也許有點像微型超級英雄的跨界電影——對于想要深入了解量子物理中一些最古怪的想法是如何工作的科學家來說是令人興奮的。
所有的實驗和測量都可以從這個裝置中出來，研究小組已經在用它的超導電線——在這個例子中是鋁——來測試來自量子領域的各種假設，比如量子重力。
“我們已經可以證明一種更不可能也更有爭議的量子引力理論，它預測我們應該看到一個強烈的卡西米爾效應，因為引力場從超導體上反彈，”研究人員之一理查德·諾特(Richard Norte)說。
“我們目前的敏感性并沒有反映出這種影響。”
這意味著，如果存在重力卡西米爾效應，它就不像科學家們之前認為的那么強烈，而且很多類似的發現也可能正在進行中。
在未來，研究人員想要微調他們的設備的靈敏度，甚至可能建造一個高溫版本。
因為量子物理在我們的科學理解和經典物理的極限的邊緣運作，像這樣的創新裝置和其他的裝置將在進一步探索量子效應中發揮關鍵作用。
研究人員總結道:“這里開發的技術為傳統實驗無法解決的基礎物理問題提供了新的可能性。”
這項研究發表在《物理評論快報》上。
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