“引力波通信”将成真？物理学家说，只要未来时钟足够“准”

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在物理学的视野里，世间万事万物的规律都是相通的。这是我们努力学习和研究它的一个主要动机。

量子力学作为统一自然界万事万物的一套法则，有着举一反三的实用效果。比如，为了理解原子钟的碰撞频移，需要对两个原子的低能碰撞进行精密的量子力学求解。此类研究产生了诸如“s-波散射长度”“p-波散射体积”等一系列重要概念。

作为决定粒子低能碰撞概率幅的基本参数，这些概念不仅深刻影响了冷原子物理，还适用于核物理领域中子与原子核散射等各种过程、粒子物理领域p i介子散射等。而中子与原子核的散射，又是国家大科学装置散裂中子源用于各种样品检测的主要机制。

从时间的精密测量与相对论的密切关系，我们可以感受到万物相通的奥妙。

根据广义相对论，地面（或任何星球）上两点之间，如果高度不同，时间流逝速度就会有所不同，高处略快。地面上每米的高度差，时间流逝差异大约为10-16。这意味着，仅仅用原子钟精确测量两点的时间流逝速度的差异，就能推测两点的高度差。这意味着，原子钟在测地学、水文学里都会有巨大的应用。

广义相对论预言的引力波已经被大型探测器探测到。引力波是时间空间自身尺度的扰动。只要时钟足够灵敏，人类迟早可以用时钟探测到引力波。而引力波可以直接穿透地球，在遥远的未来可用于发展不受阻碍的通信。也许到那时，基于量子力学的钟也可能会成为通信工具。

作者：檀时钠（北京大学物理学院量子材料科学中心教授）编辑：许琦敏责任编辑：任荃