მეცნიერებმა პირველად გაზომეს გრავიტაციის გავლენა თავისუფლად ვარდნილ კვანტურ ობიექტზე

ფიზიკოსთა საერთაშორისო ჯგუფმა პირველად გაზომა, თუ როგორ მოქმედებს გრავიტაცია თავისუფლად ვარდნილი ატომის კვანტურ თვისებებზე, რითაც დაადასტურა, რომ აინშტაინის ეკვივალენტობის პრინციპი კვანტურ სამყაროშიც მუშაობს. შედეგები, რომლებიც ოთხშაბათს ჟურნალ Science Advances-ში გამოქვეყნდა, წინ გადადგმული ნაბიჯია იმის გასაგებად, თუ როგორ შეიძლება მომავალში გრავიტაციისა და კვანტური მექანიკის გაერთიანება.thequantuminsider+1

გალილეოს კოშკის კვანტური ვერსია

ექსპერიმენტმა, რომელსაც ნეგევის ბენ-გურიონის უნივერსიტეტის, ულმის უნივერსიტეტისა და ოქსფორდის უნივერსიტეტის მკვლევარები ხელმძღვანელობდნენ, გამოიყენა ახალი აპარატი, სახელწოდებით კვანტური გალილეოს ინტერფერომეტრი. ჯგუფმა, რომელშიც ნობელის პრემიის ლაურეატი სერ როჯერ პენროუზიც შედის, რუბიდიუმის ატომების ღრუბლები აბსოლუტურ ნულამდე გააცივა და კვანტურ სუპერპოზიციაში მოათავსა, რაც თითოეულ ატომს ერთდროულად ორი გზით მოძრაობის საშუალებას აძლევდა.quantumzeitgeist+1

თითოეული ატომის კვანტური ტალღის ერთი ნაწილი მაგნიტური ველების გამოყენებით სტაციონარულ მდგომარეობაში იყო, რაც გრავიტაციას ანეიტრალებდა, ხოლო მეორე ნაწილი ზემოთ აისროლეს და თავისუფალ ვარდნაში გაუშვეს. როდესაც ორი გზა კვლავ შეერთდა, მიღებულმა ინტერფერენციულმა სურათმა კვანტური ფაზის უმნიშვნელო სხვაობა გამოავლინა, რაც აინშტაინის ეკვივალენტობის პრინციპიდან გამომდინარე პროგნოზს დაემთხვა.interestingengineering+1

"ეს უნიკალური ნაშრომია იმ გაგებით, რომ ის აერთიანებს რთულ ექსპერიმენტს შორსმიმავალ თეორიულ ინტერპრეტაციასთან ფიზიკის ერთ-ერთ ყველაზე ფუნდამენტურ კითხვაზე," განაცხადა ბენ-გურიონის უნივერსიტეტის წამყვანმა ავტორმა რონ ფოლმანმა. თანაავტორმა ვლატკო ვედრალმა ოქსფორდის უნივერსიტეტიდან დაამატა: "ეს ექსპერიმენტი კვანტურ მექანიკას მის ერთ-ერთ ყველაზე დამაინტრიგებელ საზღვართან, გრავიტაციასთან მიჰყავს და აჩვენებს, რომ მისი პროგნოზები კვლავ მართებულია".thequantuminsider+2

რას ამტკიცებს და რას არა

მიუხედავად იმისა, რომ წინა ექსპერიმენტებში გრავიტაციის გასაზომად კვანტური ნაწილაკები გამოიყენებოდა, მკვლევარები ამბობენ, რომ ეს თავისუფლად ვარდნილი ობიექტის პროგნოზირებული კვანტური ფაზის პირველი პირდაპირი გაზომვაა. შედეგი არ აერთიანებს კვანტურ მექანიკასა და გრავიტაციას და არც იმას ამტკიცებს, რომ თავად გრავიტაციაა კვანტური. თუმცა, ის აჩვენებს, რომ აინშტაინის ჩარჩო კვანტურ ქცევასთან თანმიმდევრული რჩება ტესტირების პირობებში.interestingengineering+2

კვლევა ასევე არ გამორიცხავს პენროუზის წინადადებას, რომ კვანტური მექანიკა შეიძლება დაირღვეს საკმარისად მასიური ობიექტებისთვის, რომლებიც სუპერპოზიციაში საკმარისად დიდხანს იმყოფებიან. მიმდინარე ექსპერიმენტმა ვერ მიაღწია იმ მასებს ან დროის მასშტაბებს, რაც ამ იდეის შესამოწმებლად არის საჭირო, მაგრამ ჯგუფი უკვე მუშაობს შემდგომ ექსპერიმენტებზე უფრო მძიმე ობიექტების, მათ შორის ნანოალმასების გამოყენებით.thequantuminsider+1

ხიდი, რომელიც ჯერ კიდევ შენდება

აღმოჩენები გრავიტაციასა და კვანტურ ფიზიკას შორის საზღვრისადმი განახლებული ინტერესის ფონზე ხდება. სულ რამდენიმე დღით ადრე, ცალკეულმა კვლევამ აჩვენა, რომ ჩინეთის კოსმოსურ სადგურ "ტიანგონგზე" თავისუფლად ვარდნილმა ატომებმა ატომურ მასშტაბებზე სუსტი ეკვივალენტობის პრინციპი მაღალი სიზუსტით დაადასტურა. კიდევ ერთმა ბოლოდროინდელმა თეორიულმა კვლევამ გააფრთხილა, რომ კვანტური გრავიტაციის ზოგიერთ აშკარა ნიშანს შესაძლოა უფრო ჩვეულებრივი ახსნა ჰქონდეს.sciencenews+1

ბენ-გურიონის ექსპერიმენტი ემპირიულ საფუძველს უმატებს დარგს, რომელშიც დიდი ხანია თეორია დომინირებს. "თანამედროვე ფიზიკის ეს ორი საყრდენი აქამდე გაურბოდა გაერთიანებული თეორიული ჩარჩოს შექმნის ყველა მცდელობას," თქვა ფოლმანმა, "მაგრამ ეს რთული ექსპერიმენტი მეტ მინიშნებას იძლევა იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება ასეთი გაერთიანების მიღწევა".thequantuminsider