伯克利物理学家展示了空间没有挤压

当地球每24小时旋转时，量子计算机/检测器中离子的取向相对于太阳的休息框架而变化。如果在一个方向上挤压空间而不是另一个方向，则离子中的电子的能量将被换档12小时。

使用部分纠缠的原子，UC Berkeley物理学家的新实验比以往任何时候都更精确地展示了所有方向的空间相同。

伯克利 - 自从爱因斯坦在1905年提出了他特殊的相对论理论以来，物理和宇宙学基于空间在所有方向上看起来相同的假设 - 它在一个方向上没有相对于另一个方向挤压。

UC Berkeley物理学家的新实验使用部分缠绕的原子 - 与量子计算机中的Qubits相同 - 比以往任何时候都更精确地证明这是真的，到百亿的一部分。

在1887年，Albert Michelson和Edward Morley在克利夫兰开展了Albert Einstein的经典实验，并使渗透了渗透空间的存在，通过该光线被认为像通过水一样移动。它还证明的是，UC Berkeley助理教授的Hartmuthäffner表示，空间是各向同性的，光线以同样的加速，向下和侧身行进。

“迈克尔森和莫利证明了空间没有挤压，”哈弗纳说。“这种各向同性是所有物理学的基础，包括物理标准模型。如果您带走了各向同性，整个标准模型将崩溃。这就是为什么人们有兴趣测试这一点。“

粒子物理学的标准模型描述了所有基本粒子的相互作用，并且要求所有粒子和田地都不变于洛伦兹转换，特别是它们的行为行为相同。

Häffner和他的团队进行了类似于迈克尔森 - 莫利实验的实验，但用电子而不是光的光子。在真空室中，他和他的同事隔离了两个钙离子，部分缠绕在量子计算机中，然后在地球上旋转超过24小时时监测离子中的电子能量。

如果在一个或多个方向上挤压空间，则电子的能量将随12小时的时间改变。它没有，表明空间实际上是十亿亿（1018）的一部分，比涉及电子的先前实验更好100倍，而且比迈克尔森和莫利的实验更好。

他说，结果反驳了至少一个理论，它通过假设一些空间各向异性来扩展标准模型。

Häffner和他的同事包括前研究生而不是Pruttivarasin，现在在日本埼玉省Quantum Metrology实验室报告了他们在1月29日期刊上的调查结果。

纠缠Qubits.

Häffner提出了使用纠缠离子来测试空间各向同性的观念，同时构建量子计算机，这涉及使用电离原子作为量子位，或Qubits，纠缠其电子波函数，并强迫它们演变为不可能进行计算今天的数字电脑。他对他来说，两个纠缠的Qubits可以作为空间中轻微干扰的敏感探测器。

“我想做实验，因为我认为这是优雅的，将量子计算机应用于完全不同的物理领域，这将是一个很好的事情，”他说。“但我认为我们不会对由在这一领域工作的人进行的实验进行竞争力。这完全是蓝色的。“

他希望使用其他离子（如镱）制作更敏感的量子计算机探测器，以增加Lorentz对称性的精确测量的再增加10,000倍。他还探讨了同事未来的实验，以检测由暗物质颗粒的影响引起的空间扭曲，尽管包括占宇宙质量的27％，这是一个完全的谜。

“我们第一次使用量子信息使用工具来执行基本对称的测试，即我们设计了一种量子状态，这是对普遍存在的噪音，但对罗门茨违规的效果敏感，”Häffner说。“我们对实验刚刚工作的问题感到惊讶，现在我们在手头上有一个很好的新方法，可以用来掌握空间扰动的精确测量。”

其他共同作者是UC Berkeley Grushubets Michael Ramm，前UC Berkeley Postdoc Michael Hohensee劳伦斯利佛尔国家实验室，以及来自特拉华大学和俄罗斯马里兰州和机构的同事。该工作得到了国家科学基金会的支持。

出版物：T.Pruttivarasin，等人，“Michelson-Morley模拟用于使用被困离子的电子测试Lorentz对称性，”自然517,592-595（2015年1月29日）; DOI：10.1038 / Nature14091

研究报告的PDF副本：电子对称对称的迈克尔森 - 莫利试验

图像：Hartmut Haeffner.