毫克級(jí)懸掛鏡。圖片來源：東北大學(xué)松本信行

現(xiàn)代物理學(xué)中最未知的現(xiàn)象之一是重力。它的度量和定律仍然是一個(gè)謎。東北大學(xué)的研究人員通過探測(cè)最小的質(zhì)量尺度，揭示了有關(guān)引力性質(zhì)新方面的重要信息。

松本信行教授帶領(lǐng)一個(gè)研究小組開發(fā)了一種重力傳感器，該傳感器基于監(jiān)測(cè)懸掛鏡的位移，從而可以測(cè)量有史以來最小質(zhì)量的重力。

研究團(tuán)隊(duì)對(duì)引力的性質(zhì)是經(jīng)典的還是量子的感興趣。松本說：“在過去的一百年中，基于量子理論和廣義相對(duì)論，我們對(duì)自然的理解得到了加深。為了繼續(xù)朝著這一進(jìn)展前進(jìn)，有必要對(duì)重力的本質(zhì)有更多的了解。”

到目前為止，人類測(cè)得的最小重力場(chǎng)質(zhì)量約為100克，這比普通鉛筆的質(zhì)量標(biāo)尺（?10克）大得多。由于重力比電磁力等其他力弱得多，因此很難測(cè)量小質(zhì)量產(chǎn)生的重力。

松本說：“該系統(tǒng)是基于為重力波探測(cè)器開發(fā)的技術(shù)而開發(fā)的，例如激光穩(wěn)定，隔振臺(tái)，高真空和噪聲捕獲。與重力波探測(cè)器不同，我們使用的是三角形光腔，而不是線性光腔。為了降低位移傳感器的噪聲水平并保持傳感器的穩(wěn)定運(yùn)行。由于懸掛鏡的布朗運(yùn)動(dòng)，我們系統(tǒng)的噪聲水平是世界上最小的之一�！�

這種重力傳感器的開發(fā)將為新型實(shí)驗(yàn)鋪平道路，在新型實(shí)驗(yàn)中，可以實(shí)現(xiàn)量子態(tài)中小質(zhì)量之間的重力耦合。

隔振臺(tái)和真空箱。圖片來源：東北大學(xué)松本信行