我們都知道，引力是一種基本的自然力，它使得所有的物體互相吸引。牛頓給出了引力的經典公式，即兩個物體之間的引力正比于它們的質量之積，反比于它們的距離的平方。這個公式可以很好地解釋行星的運動，以及地球上的重力現象。但是，當我們考慮更強大的引力場時，牛頓的引力就不夠用了。愛因斯坦的廣義相對論給出了一個更完善的引力理論，它把引力解釋為時空的彎曲。廣義相對論可以解釋一些牛頓引力無法解釋的現象，比如引力紅移，引力透鏡，以及最近被直接探測到的引力波。

然而，廣義相對論也有它的局限性。它是一個經典的理論，也就是說它沒有考慮到量子力學的效應。量子力學是描述微觀世界的物理理論，它告訴我們，物質和能量是以離散的量子的形式存在的，而且有不確定性和概率性的特征。量子力學和廣義相對論之間的關系是一個尚未解決的難題，我們還沒有一個能夠同時描述引力和量子的理論，也就是所謂的量子引力理論。

為了尋找量子引力理論的線索，我們需要在實驗上探測引力和量子的交叉現象。比如，我們可以問，一個處于量子疊加態的物體，會產生怎樣的引力場？或者，兩個處于量子糾纏態的物體，會不會有引力糾纏？這些問題聽起來很奇妙，也很有意義。它們可以幫助我們理解引力的本質，以及它和量子的關系。

但是，要回答這些問題，我們需要有一種方法，能夠在實驗室里精確地測量微小物體之間的引力。這并不容易，因為引力是一種非常弱的力，它很容易被其它的力所掩蓋。比如，電磁力，摩擦力，空氣阻力，熱噪聲等，都會對微小物體的運動產生影響，使得引力的效應難以觀察。

那么，有沒有一種方法，能夠把微小物體從其它的力中隔離出來，只讓它們受到引力的作用呢？答案是有的，那就是利用懸浮技術。懸浮技術是一種讓物體在空中靜止或運動的技術，它可以利用不同的原理，比如磁力，電力，聲力，光力等。懸浮技術可以把物體從接觸力，摩擦力，空氣阻力等干擾因素中解放出來，使得物體的運動更加自由和靈敏。如果我們能夠用懸浮技術來操縱微小物體，那么我們就有可能測量它們之間的引力。

這就是最近發表在《科學進展》上的一篇論文的主要內容。這個實驗的主要設備是一個由鉭制成的超導陷阱，它的形狀是一個圓柱體，高度為10厘米，直徑為5厘米。這個超導陷阱的作用是產生一個穩定的磁場，用來懸浮一個磁性粒子。這個粒子的質量為0.4毫克，直徑為0.5毫米，由氧化鐵和樹脂制成。這個粒子被放在超導陷阱的中心位置，然后用一個低溫制冷機，把超導陷阱的溫度降到4.2開爾文，使得它進入超導狀態。這樣，這個粒子就被磁懸浮在空中，而且可以在三個方向上自由振動。

為了測量這個粒子的振動，作者使用了一種光學干涉技術，即激光多普勒冷卻。這種技術的原理是，利用一束激光，照射在這個粒子上，然后用一個光電探測器，接收反射回來的激光。由于多普勒效應，當這個粒子運動時，它會改變反射激光的頻率。這樣，通過測量反射激光的頻率變化，就可以得到這個粒子的速度和位置信息。同時，這個激光還有一個作用，就是對這個粒子施加一個與它的速度成正比的反向力，從而使得它的振動減弱，達到冷卻的效果。這樣，這個粒子的溫度可以降到微開爾文的量級，也就是接近絕對零度。

為了對這個粒子施加引力梯度，作者使用了一些重達一公斤的黃銅塊，作為引力源。這些黃銅塊被安裝在一個旋轉的平臺上，可以以一定的角速度和角加速度旋轉。當這些黃銅塊旋轉時，它們會對這個粒子產生一個周期性的引力梯度，從而使得這個粒子的振動頻率和振幅發生變化。作者通過調節這些黃銅塊的位置、數量、旋轉速度和旋轉方向，來改變引力梯度的大小和方向。他們還使用了一個電子天平，來測量這些黃銅塊的質量，以及一個光電編碼器，來測量這些黃銅塊的旋轉角度。這樣，他們就可以精確地控制和計算引力梯度的值。

他們發現，他們能夠在10^-18牛頓的力靈敏度下，觀察到引力的信號。這是目前實驗室里測量引力的最低力靈敏度，也是第一次用懸浮的微小粒子來探測引力。這篇論文的意義在于，它為實驗室里的引力測量開辟了一條新的途徑，也為未來的量子引力實驗提供了一種可能的平臺。