物理学家设计了一种方法来探测像我们这样的大型物体的量子行为

量子科学通常关注的是超小尺度，在这种情况下，概率数学成为一种比经典的物质描述更有用的工具。现在，一项新的研究提出了一种测量更大质量的量子的方法。

长期以来，科学家们一直想要测试更大物体的量子性质：普遍的共识是，量子物理学适用于任何尺度，但随着物体的质量和复杂性的增加，它们的量子性变得越来越难以观察。

现在，来自伦敦大学学院（UCL）、英国南安普顿大学和印度玻色研究所的一个团队提出了一种量子测量方法，从理论上讲，这种方法可以应用于任何质量或能量的物体。

伦敦大学学院的物理学家德巴什·达斯（Debarshi Das）说：“我们提出的实验可以通过观察一个行为是否会导致其运动的变化，来测试一个物体是经典的还是量子的。”

量子物理学描述了一个宇宙，在这个宇宙中，物体不是由单一的测量来定义的，而是有一系列的可能性。例如，一个电子可以上下旋转，或者在某些区域比其他区域更有可能存在。

理论上，这并不局限于微小的事物。你自己的身体实际上可以被描述为坐在那把椅子上的概率非常高，而在月球上的概率非常（非常）低。

只有一个基本事实需要记住 —— 你触摸了它，你就买了它。观察物体的量子态，无论是电子还是坐在椅子上的人，都需要与测量系统相互作用，迫使它进行一次测量。

有一些方法可以捕捉到穿着量子裤子的物体，但它们需要将物体保持在基态 —— 超冷、超静止，完全与环境隔绝。

这对于单个粒子来说是很棘手的，而且随着尺度的增大，它会变得更具挑战性。新的提议使用了一种全新的方法，该方法结合了被称为Leggett-Garg不等式和时间条件下的无信号断言。

实际上，这两个概念描述了一个熟悉的宇宙，一个坐在椅子上的人坐在那里，即使房间很黑，你也看不见他们。打开灯不会突然发现他们实际上在床下。

如果一项实验能找到与这些论断相冲突的证据，我们或许就能在更大的尺度上瞥见量子的模糊性。

该团队提出，物体在钟摆上摆动时可以观察到，就像一根绳子末端的球一样。

然后，光将在不同的时间在实验装置的两半闪烁（作为观察计数），第二次闪烁的结果将表明量子行为是否正在发生，因为第一次闪烁会影响任何正在移动的东西。

我们仍在讨论一个复杂的设置，需要一些复杂的设备和类似于基态的条件 —— 但通过使用运动和两次测量（闪光），消除了对质量的一些限制。

物理学家德巴什·达斯说：“在足球比赛中，观众不能仅仅靠强烈的凝视来影响比赛的结果。”但在量子力学中，观察或测量的行为本身就会改变系统。

下一步是在实际的实验中尝试这个建议的设置。美国激光干涉仪引力波天文台（LIGO）的反射镜已经被提议作为合适的测试对象。

这些镜子就像一个10公斤（22磅）重的物体，相对于量子效应分析中物体的典型尺寸——任何物体的重量都高达1克的万亿分之一，这是一个很大的进步。

“我们的方案具有广泛的概念含义，”伦敦大学学院的物理学家索加托·博斯（Sougato Bose）说。“它可以扩展量子力学的领域，并探索这一基本的自然理论是否仅在某些尺度上有效，或者它是否也适用于更大的质量。”

这项研究发表在《物理评论快报》上。