光子量子干涉中的广义相对论效应

量子力学与广义相对论已在许多实验中得到广泛且独立的验证。然而，这两种理论的相互作用从未被测试过：所有测量引力对量子系统影响的实验均与非相对论性的 Newton 引力相一致。另一方面，所有对广义相对论的检验均可在经典物理学框架内描述。本文探讨了一种利用单光子的量子干涉实验，该实验能够探测弯曲时空中的量子力学。我们考虑单个光子在干涉仪中沿两条路径以叠加态行进，其中两臂各自经历不同的引力时间膨胀。若时间膨胀之差与光子的相干时间相当，预测量子干涉的可见度将下降；而对于较短的时间膨胀，引力效应仅会导致两臂间产生相对相移。我们讨论了此类实验所探测的量子力学与广义相对论相互作用的各个方面，并分析了其实验可行性。