量子物体对爱因斯坦等效原理的破坏

我们综述了近期关于复合量子物体在宏观尺度上被动引力质量与能量不等价的理论结果。具体而言，我们考虑最简单复合量子物体——氢原子的宏观系综。我们的结果如下：对绝大多数系综，爱因斯坦等效原理成立。另一方面，我们讨论对于某些特殊的量子系综——氢原子中定态量子态相干叠加的系综（我们称之为引力恶魔）——被动引力质量与能量之间的等效原理被破坏。我们表明，对此类叠加态，被动引力质量的期望值与能量的期望值之间不满足著名的爱因斯坦方程关系，即 $m_g \neq \frac{E}{c^2}$。我们简要讨论了在地球实验室中可能的实验，这与众多试图在空间任务中发现爱因斯坦等效原理可能破坏的尝试和计划形成对比。