摘要：量子引力是广义相对论和量子力学之间缺失的一环，是尚未发现的统一理论的关键，该理论能够解释无限大和无限小。这个谜题的答案可能在于不起眼的中微子，这是一种不带电荷的基本粒子，几乎看不见，因为它很少与物质相互作用，可以毫无后果地穿过地球上的一切。

量子引力是广义相对论和量子力学之间缺失的一环，是尚未发现的统一理论的关键，该理论能够解释无限大和无限小。这个谜题的答案可能在于不起眼的中微子，这是一种不带电荷的基本粒子，几乎看不见，因为它很少与物质相互作用，可以毫无后果地穿过地球上的一切。

正是由于这个原因，中微子很难被探测到。然而，在极少数情况下，中微子可以与海底的水分子相互作用。这种相互作用中发射出的粒子会产生一种被称为切伦科夫辐射的“蓝光”，可以用

KM3NeT 等仪器探测到。

KM3NeT（千米立方中微子望远镜）是一个大型水下观测站，旨在通过中微子在水中的相互作用来探测它们。它分为两个探测器，其中一个是 ORCA（深渊宇宙振荡研究），用于这项研究。它位于法国土伦海岸外，深度约为 2,450 米。

然而，仅仅观察中微子并不足以得出关于量子引力特性的结论——我们还必须寻找“退相干”的迹象。

中微子在太空中穿行时会发生“振荡”，这意味着它们会改变身份——科学家将这种现象称为味振荡。相干性是这些振荡的基本属性：中微子没有确定的质量，而是以三种不同质量状态的量子叠加形式存在。相干性使这种叠加保持明确定义，从而使振荡有规律且可预测地发生。然而，量子引力效应可能会减弱甚至抑制这些振荡，这种现象称为“退相干”。

“有几种量子引力理论以某种方式预测了这种效应，因为它们认为中微子不是一个孤立的系统。它可以与环境相互作用，”瓦伦西亚大学粒子物理研究所的物理学家、这项研究的通讯作者纳贾·莱辛 (Nadja Lessing) 解释说，这项研究包括了来自世界各地数百名研究人员的贡献。

“从实验的角度来看，我们知道这种现象的信号是中微子振荡被抑制。”之所以会发生这种情况，是因为在它到达我们身边（或者更准确地说，到达地中海底部的 KM3NeT 传感器）的过程中，中微子可以与环境相互作用，从而改变或抑制其振荡。

然而，在莱辛及其同事的研究中，KM3NeT/ORCA 水下探测器分析的中微子没有显示出退相干的迹象，这一结果提供了有价值的见解。

莱辛解释说：“这意味着，如果量子引力改变了中微子振荡，其强度将低于目前的灵敏度极限。”这项研究确定了这种效应强度的上限，现在比以前的大气中微子实验设定的上限更为严格。它还为未来的研究方向提供了指示。

“发现中微子退相干将是一件大事，”莱辛说。到目前为止，还没有观测到量子引力的直接证据，这就是中微子实验受到越来越多关注的原因。“人们对这个话题的兴趣越来越大。研究量子引力的人对此非常感兴趣，因为你可能无法用其他东西来解释退相干。”

来源：老钱的科学课堂