“我们可以测试波粒二象性的引力波吗”

年2月，ligo宣布，永远改变了我们对宇宙的描述: 10亿光年以外，两个巨大的黑洞、36个和29个太阳的质量，已经被激励和融合。 合并的结果是变成62个太阳质量的黑洞，剩下的3个太阳质量通过爱因斯坦的e = mc2转换为纯能量，以引力波的形式在整个宇宙中波动。

从那以后，ligo上升到了两位数。 因为引力波现在确实是真实的，告诉了我们宇宙惊人的数量。 但是，根据我们经典的重力理论，广义相对论，这些都是关于我们宇宙的新闻。 如果量子物理学是正确的，那么波粒二象性对引力波也是真实的。 这意味着什么？

不可否认，波粒二象性是历史上发现的最奇怪的量子现象之一。 一开始就足够了。 物质由粒子、原子、它们的成分等构成，放射线由波构成。 因为它可以发生碰撞、其他粒子的反弹、粘连、能量交换、束缚等事件。

同样，可以说是波浪，因为它会衍射干扰自身。 牛顿认为是由光子构成的，但其他惠更斯(他的现代)和19世纪初期的科学家，例如young和fresnel，确实说明了光呈现出不考虑它就无法解释的特征。 波浪。

如果光线通过双缝，就会出现最明显的现象。 背景画面上显示的图案表示光发生干涉(引起亮点)和破坏性(导致阴影)。

这种干扰现象是海浪的唯一产物。 双缝实验和随后的更多噪声模拟表明光是波。 但是，随着光电效应的发现，这在20世纪初更加混乱了。 如果用光照射某一种材料，有时电子会被光踢开。

光变得更红(因为这个能量低) -光任意变强-光都不能发射电子。 但是，如果保持更蓝色(也就是更高的能量)的光，即使将强度方向向下旋转，也会开始发射电子。 后来发现，光被量子化为光子，即使是单一的光子也可以像粒子一样运动，如果它们具有正确的能量，就会电离电子。

更奇怪的实现出现在20世纪

单光子一旦通过双缝，它们依然会干扰自身，生成符合波的性质的图案。

作为粒子为人所知的电子也显示出这种干涉和衍射图案。

如果测量光子和电子通过哪个狭缝，就不会得到干涉图案，但如果不测量，就会得到一个。

我们注意到的所有粒子似乎都可以描述为波和粒子。 另外，量子物理学告诉我们，需要在适当的环境下处理，或者无法得到与实验一致的结果。

最后我打算考虑引力波。 物理上，这些是唯一的东西。 因为我们只看到像波浪一样的部分，而不是基于粒子的部分。

但是，正如水波是由粒子构成的波一样，引力波也完全有望由粒子构成。 哪个粒子应该是引力子(不是水分子)，这个粒子可以在所有已知的思想中调节重力，给出量子引力理论。 因为重力本质上是固有的量子力，所以这个引力波完全出现，引力波应该由它们构成。

因为浪。 另外，我注意到波浪的行为和广义相对论的预测完全一样。 这些包括:

在灵感阶段，、

在合并阶段

在振铃期间中，

我们可以安全地推断它将继续完成广义相对论预测的所有波状的东西。 他们的细节和我们习性的其他浪潮略有不同。 不像水波那样是标量波，也不像光那样是矢量波。 于是你同相，拥有振动的电场和磁场。

相反，这些是张量波，波通过该区域时空之间收缩，在垂直方向上变稀疏。

这些波浪制造出了很多无论什么样的波浪都想得到的东西。 那包括什么？

它们以特定的速度通过那些介质(光速、空之间自身的结构)传播。

他们建设性地、破坏性地干扰了太空的其他涟漪，

这些波在其他时间空曲率已经存在的顶点上。

如果有某种做法的话，可以衍射这些波。 包围黑洞这样强大的重力源，也许可以做到。

另外，众所周知，随着宇宙的扩大，这些波将起到随着宇宙背景空之间的扩大而扩张和扩张这一宇宙所有波的作用。

那么真正的问题是如何测试这个量子部分呢？ 怎么寻找引力波粒子的性质？ 理论上，引力波类似于早期的图像，显示出多个粒子在周围移动产生的明显的波浪:这些粒子是引力子，整体的表观波由ligo检测。 我们有理由期待我们手上有一连串的引力子。 他们说:

spin-2粒子、

那个没有质量

光速传播，

只通过重力相互作用。

ligo的第二个限制-无质量-非常好:引力子有质量时，小于1.6 x 10-22ev / c2，或比电子轻约1028 28倍。 但是，在找到利用引力波测量量子重力的方法之前，还不知道波粒二象性的粒子部分是否适合引力子。

尽管ligo在某一方成功的可能性很低，但实际上还是有一点机会的。 可见量子引力效果最强，最明显的地方是在非常微小的距离上有很强的引力场。 检测这种制度而不是合并黑洞的更好的工具是什么？

两个奇点结合后，这些量子效应应该偏离广义相对论，结合时出现在(灵感结束时)和(振铃开始时)之后的阶段。 实际上，我们正在考虑从ligo敏感的微米中检测皮秒的时间尺度，而不是毫秒的时间尺度，但这也许不是不可能的。

我们开发的激光脉冲从事的是飞秒到阿秒( 10-15s到10-18s )的时间段。 这是因为我们可以想象，如果我们有足够的干涉仪，就会很快对相对论的微小偏移变得敏感。 这需要很多干涉仪、显着降低噪声和提高灵敏度等技术上的巨大飞跃。 但这在技术上不是不可能的，这是技术上的难度！

为了得到越来越多的消息，我从引力波、ligo、密歇根大学的lowbrow天文学家那里学来的东西开了视频讲座，现在全文在线，最后一个问题与这些相关。 。

虽然完全有理由相信引力波不过是电磁波的量子模拟，但像电磁光子一样直接检测引力波的引力粒子引力技术的挑战:不是引力子。

理论家们在计算尚待出现的独特量子效应的同时，也和实验主义者一起设计量子引力进行桌面测试，所有引力波天文学家都在思考未来探测器如何揭示这些波的量子特征。 引力波有望展现波粒二象性，但在检测到它之前无法明确。 在这里我们的好奇心让我们投资，自然合作，我们希望一次永远找到答案！