近日,东北大学理学院物理系量子物理研究团队在测量量子引力效应领域取得重要进展,研究成果以“Probing minimal observable length with dark modes in an optomechanical detector”为题发表在自然子刊(Nature Portfolio journals)Communications Physics(《通讯–物理》)上。东北大学物理系副教授李文琳为该论文第一作者兼通讯作者,东北大学为第一完成单位。

量子引力理论预言,空间中存在被称为普朗克长度的最小可观测极限。这一极限的存在使得量子力学需在普朗克尺度上进行修正,并由此导出了“广义不确定性原理”(GUP)。现有的测量方案通常通过探测谐振子的“惯性振动”来观测GUP效应,其测量分辨率直接受限于振子的品质因子。本研究提出了一种基于干涉原理的新测量方案:通过分别利用相长模式(明模式)和相消模式(暗模式),将测量原理由探测振子的“惯性振动”转变为探测“持续受迫振动”。因此,该方案打破了测量分辨率受振子品质因子限制的瓶颈,在当前实验条件下,有望探测到比电弱尺度低十个数量级的信号。

该研究工作获得国家自然科学基金项目、东北大学引进人才启动项目以及东北大学量子物理研究中心的资助。