基于冷原子的精密测量在量子引力效应中的应用研究

基于冷原子的精密测量在精细结构常数是否随时间变化、引力红移、物理学基本对称性以及频率标准、原子核结构、地球环境检测等基础和应用领域都有重要的意义。本项目结合最近关于宏观反常量子引力效应的理论工作，从几个方面集中开展理论研究。（1）基于冷原子干涉仪等研究检验反常量子引力效应的具体实验方案；（2）进一步研究反常量子引力效应的微观机制和动力学效应；（3）结合诺贝尔奖获得者Perl等人最近提出的基于冷原子干涉仪探索暗能量引力效应的实验建议，研究检验动力学量子引力效应的具体实验方案；（4）积极倡导国际国内相关冷原子实验组开展实验对反常量子引力效应进行决定性的检验。通过本项目的开展，吸引至少一两个实验小组开展检验反常量子引力效应的研究；无论理论能否得到证实，通过理论和实验的紧密交流与合作，争取为量子引力理论提供新的线索和思路。

在这个项目中，我们基于引力的热力学起源研究了广义相对论和量子力学相结合可能导致的联合效应。基于我们以前的研究，我们进一步给出了两个经典物体之间为吸引引力的原因并且给出牛顿万有引力定律的完整推导。我们将同样的思想应用到量子波包的情形并预言了排斥的引力效应。我们采用超流氦球给出了检验排斥引力效应的实验机制。..我们对暗能量和暗物质给予了统一的考虑。研究表明暗能量可能是一种真空的整体激发，而暗物质是一种局域的真空激发。热平衡给出了和观察结果很好符合的暗能量比例。