九州大學量子時空研究所成立,開啟物理學新紀元

编辑者: Irena I

日本九州大學於2025年10月1日正式啟用其量子時空研究所,此一開創性機構匯聚了跨領域的研究人員,旨在探索量子力學與宇宙時空結構之間的深刻連結。該研究所的成立標誌著在量子科學與宇宙學的交匯點上,朝向解決物理學最根本挑戰邁出了重要一步。

量子力學與愛因斯坦的廣義相對論在描述世界方面取得了巨大成功,但兩者之間仍存在鴻溝。量子力學處理亞原子粒子的機率性行為,而廣義相對論則描述了時空的幾何結構。九州大學量子時空研究所的核心使命正是要彌合這一裂痕,致力成為孕育突破性理論與實驗工作的搖籃,照亮量子引力介面的奧秘。這種融合有望揭示支配宇宙宏觀與微觀尺度的潛在物理法則,進而可能徹底革新我們的科技與對存在的認知。

九州大學理學部教授山本一博強調了其轉化潛力:「將量子科學與宇宙前沿結合,有望揭示未知的物理定律並催生創新的技術。」他的願景涵蓋了新的量子技術、先進的重力波探測,以及由時空拓撲定義的新型量子場。該研究所設有六個專門部門及一個策略辦公室,匯集了超過50名來自理論物理學、天體物理學等多元學科的研究人員,並秉持「全九州大學」的協作精神。透過國內外網絡的緊密聯繫,促進思想的交流激盪,加速統一原理的發現。

此項倡議與日本科學會議於2023年提出的「未來學術推進計畫」相契合,並呼應了九州大學VISION 2030「以整合性知識驅動社會變革」的目標。大學藉此將自身定位於全球解決複雜科學問題的前沿。研究所的理論研究範疇涵蓋了彎曲時空上的量子場論,以及弦理論和圈量子引力等量子引力模型,這些方法試圖描述極端引力環境下的量子行為。其進展有望解開暗能量、宇宙視界以及時空量子起源等謎團。

除了理論探索,研究所也規劃利用實驗裝置,包括超高精度重力波測量、時空波動的量子感測器,以及高能粒子實驗。這些技術不僅能驗證理論,還可能推動材料科學、量子計算和太空觀測等領域的創新。九州大學位於連接日本與亞洲的門戶福岡,擁有獨特的地理優勢,便於與亞洲、歐洲及美洲進行廣泛的國際合作,這對於解決量子時空難題至關重要。

量子引力交叉領域仍是基礎物理學的終極前沿,挑戰著科學家們重新思考時間、空間、物質與資訊的本質。研究所的成立標誌著一個里程碑,預示著透過大膽的理論與實證探究來解決這些難題的新承諾。12月25日的啟動研討會將揭示研究所的策略重點,並激發思想領袖間的對話,預計將引發廣泛的興趣與合作,加速對宇宙奧秘織錦的理解。

隨著九州大學踏上這項開創性計畫,全球屏息以待。該研究所體現了科學的好奇心與知識的整合,引導人類朝向統一的物理定律邁進,連結量子力學與引力。其發現有望重塑學術論述、科技格局,以及我們對現實的哲學認知。此舉亦與日本科學會議的「未來學術推進計畫」以及九州大學自身「VISION 2030」的目標一致,旨在透過跨領域的知識整合,推動社會的進步與變革。研究成果預計將對量子計算、材料科學等領域產生深遠影響,並可能催生全新的技術應用,正如許多研究指出,量子科技的進展與我們日常生活的連結日益緊密,從智慧型手機到先進的醫療成像設備,量子力學的原理已深入其中。未來,量子引力領域的突破或許能進一步革新能源生產、計算能力和材料科學,開啟前所未有的可能性。

來源

  • Scienmag: Latest Science and Health News

  • Kyushu University Official Website

  • Faculty of Science, Kyushu University

  • Professor Kazuhiro Yamamoto's Profile

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