Երկու փորձարկում ստուգում են Այնշտայնի ձգողականության տեսությունը քվանտային մակարդակում

Այս ամիս հրապարակված երկու նոր հետազոտությունների ընթացքում ֆիզիկոսները փորձարկել են Այնշտայնի համարժեքության սկզբունքը նախկինում երբեք չկիրառված եղանակներով. մի թիմը չափել է ազատ անկման մեջ գտնվող ատոմի քվանտային փուլը, իսկ մյուսը ստեղծել է էկզոտիկ մասնիկների փունջ, որը կարող է ընդլայնել փորձարկումները նյութի բոլորովին նոր դասի վրա:

Անկող քվանտային ալիքը հաստատում է Այնշտայնին

Նեգևի Բեն-Գուրիոնի համալսարանի, Ուլմի համալսարանի և Օքսֆորդի համալսարանի գլխավորած միջազգային թիմն առաջին անգամ ուղղակիորեն չափել է ազատ անկման մեջ գտնվող օբյեկտի ձեռք բերած քվանտային փուլը և պարզել, որ այն համապատասխանում է Այնշտայնի համարժեքության սկզբունքից բխող կանխատեսմանը: Սեպտեմբերի 2-ին Science Advances ամսագրում հրապարակված աշխատանքի համահեղինակների թվում է նաև Նոբելյան մրցանակակիր սըր Ռոջեր Պենրոուզը:science+2

Օգտագործելով «Քվանտային Գալիլեյ» ինտերֆերոմետր կոչվող սարքը՝ հետազոտողները բացարձակ զրոյին մոտ ջերմաստիճանի սառեցված ռուբիդիումի ատոմների ամպերը բաժանել են քվանտային սուպերպոզիցիաների՝ ատոմի ալիքի մի մասն ուղարկելով ազատ անկման, իսկ մյուս մասը մագնիսական դաշտի օգնությամբ պահելով անշարժ: Երբ երկու կեսերը վերամիավորվել են, ինտերֆերենցիոն պատկերը ցույց է տվել փուլային տարբերություն, որը համահունչ է Այնշտայնի այն կանխատեսմանը, որ ազատ անկման մեջ գտնվող դիտորդի համար ձգողականության ազդեցությունները վերանում են:scitechdaily+2

«Այս փորձը քվանտային մեխանիկան մղում է իր ամենահետաքրքիր սահմաններից մեկը՝ ձգողականության ոլորտ, և ցույց է տալիս, որ դրա կանխատեսումները կրկին հաստատվում են», — ասել է Օքսֆորդի համալսարանի հետազոտության համահեղինակ Վլատկո Վեդրալը: Հիմնական հեղինակ Ռոն Ֆոլմանը Բեն-Գուրիոնի համալսարանից աշխատանքն անվանել է «եզակի հոդված այն առումով, որ այն համատեղում է բարդ փորձը հեռուն գնացող տեսական մեկնաբանության հետ» ձգողականության և քվանտային տեսության միավորման վերաբերյալ:ox+1

Փորձը չի ստուգում, թե արդյոք ինքնին ձգողականությունը քվանտային է: Այն նաև չի հասնում այն զանգվածին կամ ժամանակային մասշտաբներին, որոնք անհրաժեշտ են Պենրոուզի այն առաջարկը ստուգելու համար, որ քվանտային մեխանիկան կարող է խախտվել բավականաչափ զանգվածեղ օբյեկտների դեպքում, թեև խումբն արդեն աշխատում է այդ նպատակի ուղղությամբ՝ օգտագործելով ավելի ծանր մասնիկներ, ինչպիսիք են նանոադամանդները:scitechdaily

Ատոմային թնդանոթ էկզոտիկ նյութի համար

Առանձին, ETH Zurich-ի և Պաուլ Շերերի ինստիտուտի հետազոտողները սեպտեմբերի 14-ին Nature Physics ամսագրում հայտնել են, որ ստեղծել են մյոնիումի խիստ վերահսկվող փունջ. էկզոտիկ ատոմ, որի զանգվածը գրեթե ամբողջությամբ գալիս է մյոնից՝ էլեկտրոնի ավելի ծանր ազգականից: Ոչ ոք երբեք ուղղակիորեն չի ստուգել, թե արդյոք ձգողականությունը նույն կերպ է ազդում երկրորդ սերնդի նման մասնիկների վրա:nature+1

Թիմը հակամյոնները կրակել է մոտ 0.2 կելվինի սառեցված գերհոսուն հելիումի երկու միլիմետրանոց շերտի մեջ: Հեղուկը ստացված մյոնիումի ատոմները վեր է նետել վակուում՝ վայրկյանում մոտ 2.1 կիլոմետր արագության նեղ տիրույթում՝ գործելով որպես այն, ինչ հետազոտողները նկարագրել են որպես «ատոմային թնդանոթ»: Փունջը շատ ավելի կանոնավոր է, քան մյոնիումի համար նախկինում ձեռք բերված ցանկացած բան, որի 2.2 միկրովայրկյան տևողությունը վաղուց նման փորձերը դարձրել էր անիրագործելի:thebrighterside+1

«Մենք կարևոր քայլ ենք կատարել հետաքրքիր փորձ իրականացնելու ուղղությամբ», — ասել է ETH Zurich-ի պրոֆեսոր Աննա Սոտերը, ով ղեկավարել է աշխատանքը: «Մենք ցանկանում ենք չափել մյոնի ձգողական փոխազդեցությունը»: Թիմը կանխատեսում է, որ մոտ 100 օր տվյալների հավաքագրումից հետո կարող է հասնել մյոնիումի ձգողական արագացման մոտ մեկ տոկոս ճշգրտության, թեև ինտերֆերոմետրիան և համակարգային վերահսկողությունը, որոնք անհրաժեշտ են ձգողականության իրական չափման համար, դեռ պետք է ցուցադրվեն:ethz+1

Ֆիզիկայի երկու հիմնասյուների կամրջում

Ոչ մի փորձ չի լուծում քվանտային մեխանիկայի և ընդհանուր հարաբերականության միջև երկարատև անհամատեղելիությունը: Բայց միասին դրանք նշանավորում են քվանտային մակարդակում Այնշտայնի ձգողականությունը ստուգելու ջանքերի ընդլայնվող ճակատը՝ սկսած սովորական ռուբիդիումի ատոմներից, որոնք հաստատեցին դարավոր կանխատեսումը, մինչև էկզոտիկ կարճատև մասնիկները, որոնք երբեք չեն կշռվել ձգողականության միջոցով: