地球在“拖拽”时空？美国要在地面测，中国量子传感追到哪

发布者：馬儿部落 2026-10-16 10:08

最近，美国加州大学伯克利分校、奥地利科学院和加州理工学院联合团队，在《物理评论快报》发了一篇论文。他们提出一种全新量子传感器方案，目标只有一个：在地球实验室里，测量地球自转如何“拖拽”时空。

这话听着玄。地球自转，拖拽时空？打个比方。你拿勺子伸进一罐蜂蜜慢慢转，勺子周围蜂蜜会被带着转起来，形成小漩涡。爱因斯坦广义相对论说，时空就像这罐蜂蜜。地球自转，周围时空也会被带着“转动”一点点。这叫“参考系拖曳”，也叫“兰斯-蒂林效应”。

它极其微弱。地球转一圈，对时空的拖拽比蜗牛爬还慢无数倍。以前想测这个效应，只有两条路。一条是上天。NASA“引力探测器B”卫星花了十几年、耗资数亿美元，才勉强测到。另一条是等，等未来太空任务用更精密陀螺仪慢慢攒数据。

这次，美国-奥地利团队说：不用上天，实验室里就能干。核心是一种叫“超流氦”的东西。氦气冷却到零下271摄氏度左右，变成超流体，流动没阻力，像幽灵一样穿过极细缝隙。他们把超流氦装进甜甜圈形状的管子里，再开一个极微小的孔，小到只能让超流氦的量子波函数“钻”过去。地球自转拖拽时空时，甜甜圈里的超流氦会产生极微小的相位变化，被管子上连接的极薄薄膜捕捉到。薄膜一振动，信号就出来了。

但信号太弱，周围任何热量、振动都会淹没它。所以团队提出关键改进：把整个装置冷却到接近绝对零度。论文说，温度降到10毫开尔文，也就是比绝对零度高0.01度，传感器灵敏度就能追上甚至超过太空里的“引力探测器B”，测量时间还短得多。

这意味着未来某天，我们可能在地球实验室里，用一个冰箱大小的装置，精确测量爱因斯坦预言的时空拖拽效应。

这件事放在全球竞争大背景下看，味道就出来了。伯克利、加州理工、奥地利科学院，是基础物理“梦之队”，背后是美国国家科学基金会、能源部长期不计成本支持。欧洲也没闲着，德国、英国、意大利都在量子传感和精密测量领域砸重金，欧洲空间局有专门“量子技术路线图”。日本东京大学、理化研究所在超流氦和量子精密测量方面积累几十年，风格是“闷头做大事”，关键器件上常常卡别人脖子。