广岛大学的研究人员在物理学领域取得了一项突破性进展，他们开发出一种高灵敏度的新方法，用于探测“昂孺效应”（Unruh effect）。这一现象是相对论与量子理论交叉领域的一个迷人预测，其研究成果已于2025年7月23日发表在《物理评论快报》上。这项创新不仅为探索基本物理学开辟了新的可能性，也为先进技术的开发奠定了基础。
昂孺效应预言，一个经历均匀加速的观测者会将真空感知为热浴。这一概念巧妙地连接了爱因斯坦的相对论和量子理论。然而，由于实验验证该效应需要极高的加速度，大约为10^20 m/s²，这在当前技术条件下几乎无法实现，因此长期以来一直是一个巨大的挑战。为了克服这一障碍，广岛大学的团队提出了一种新颖的实验方法，利用了耦合环形约瑟夫森结中亚稳态通量子-反通量子对的圆周运动。得益于超导微纳加工技术的进步，研究人员能够制造出极小半径的电路，从而产生极高的有效加速度，并产生几开尔文的昂孺温度，这足以被当前技术探测到。
在该实验装置中，“量子热度”由圆周加速引起，这种加速会导致亚稳态通量子-反通量子对发生涨落并分裂。这种分裂现象表现为超导电路两端出现清晰的宏观电压跳变，为昂孺效应的存在提供了直接可测量的信号。通过对这些电压跳变分布进行统计分析，研究人员能够高精度地测量昂孺温度。
该团队计划对通量子-反通量子对的衰变过程进行详细分析，包括研究宏观量子隧穿的作用。深入理解这些复杂的衰变机制对于精确探测昂孺效应至关重要。此外，研究人员还旨在探索该现象与其他量子场之间的潜在联系。通过加深对这些新颖量子现象的理解，他们希望为寻找统一所有物理定律的理论做出重大贡献。
这项研究开发的这种高灵敏度、宽范围的探测能力，尤其是在量子传感技术领域，预示着未来广泛的应用前景。这项工作得到了JSPS KAKENHI基金和MEXT“青年研究者战略专业发展项目”资助的HIRAKU-Global项目的支持。这一进展不仅在基础物理学领域开辟了新的探索途径，也激发了对时空和量子实在本质的进一步探究。超导微纳加工技术的进步使得制造具有极小半径的电路成为可能，这对于产生高有效加速度至关重要。这项研究的成果有望弥合广义相对论与量子力学之间的差距，并为理解时空本身的性质提供深刻的见解。