Fyzici úspešne zmerali gravitáciu v kvantovom svete a objavili slabý gravitačný ťah malej častice pomocou novej techniky, ktorá využíva zavesené magnety, čím sa vedci priblížili k vyriešeniu záhad vesmíru.

Vedci sú o krok bližšie k odhaleniu záhadných síl vesmíru po tom, čo prišli na to, ako merať gravitáciu na mikroskopickej úrovni.

Odborníci nikdy úplne nepochopili, ako funguje sila objavená Isaacom Newtonom v malej kvantovej ríši.

Dokonca aj Einstein bol zmätený kvantovou gravitáciou a vo svojej teórii všeobecnej relativity povedal, že žiadny realistický experiment nemôže ukázať kvantovú verziu gravitácie.

Prelom v kvantovej gravitácii

Fyzikom z University of Southampton v spolupráci s vedcami v Európe sa však pomocou novej techniky podarilo odhaliť slabú príťažlivú silu na malej častici.

Tvrdia, že by to mohlo pripraviť cestu k nájdeniu nepolapiteľnej teórie kvantovej gravitácie.

Skúsenosti publikované v Pokrok vedy časopis, použil vysokovýkonné magnety na detekciu gravitácie na mikroskopických časticiach – dostatočne malých na to, aby spochybnili kvantovú ríšu.

Umelcov dojem z kvantového experimentu. Poďakovanie: University of Southampton

Priekopnícky výskum gravitácie

Vedúci autor Tim Fox z University of Southampton uviedol, že zistenia môžu pomôcť odborníkom nájsť chýbajúci kúsok skladačky v našom obraze reality.

Dodal: „Po celé storočie sa vedci pokúšali a nedokázali pochopiť, ako gravitácia a kvantová mechanika spolupracujú.

„Teraz sa nám podarilo zmerať gravitačné signály pri najmenšej zaznamenanej hmotnosti, čo znamená, že sme o krok bližšie k pochopeniu toho, ako gravitácia funguje v tandeme.

„Odtiaľ začneme zmenšovať veľkosť zdroja pomocou tejto techniky, až kým nedosiahneme kvantový svet na oboch stranách.

„Pochopením kvantovej gravitácie môžeme vyriešiť niektoré zo záhad nášho vesmíru – napríklad ako to začalo, čo sa deje vo vnútri čiernych dier alebo zjednotiť všetky sily do jednej veľkej teórie.“

Pravidlá kvantového sveta veda stále úplne nepochopila, ale predpokladá sa, že častice a sily na mikroskopickej úrovni interagujú inak ako s objektmi normálnej veľkosti.

Akademici zo Southamptonu uskutočnili experiment s vedcami z Leidenskej univerzity v Holandsku a Inštitútu fotoniky a nanotechnológie v Taliansku, financovaného z grantu EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

Ich štúdia použila sofistikované nastavenie zahŕňajúce supravodivé zariadenia, známe ako pasce, s magnetickými poľami, citlivými detektormi a pokročilou izoláciou vibrácií.

Slabá ťažná sila, iba 30 ampérov, bola nameraná na častici s veľkosťou 0,43 mg pri jej udržiavaní pri teplotách pod bodom mrazu až o jednu stotinu stupňa vyšších. Absolútna nula – Asi -273 stupňov Celzia.

Rozšírenie obzorov kvantového výskumu

Profesor fyziky Hendrik Ulbricht z University of Southampton uviedol, že výsledky otvárajú dvere pre budúce experimenty medzi menšími objektmi a silami.

Dodal: „Posúvame hranice vedy, ktoré by mohli viesť k novým objavom o gravitácii a kvantovom svete.

„Naša nová technológia, ktorá využíva kryogénne teploty a zariadenia na izoláciu vibrácií častíc, pravdepodobne ukáže cestu vpred pri meraní kvantovej gravitácie.

„Odhalenie týchto záhad nám pomôže odhaliť ďalšie tajomstvá o štruktúre vesmíru, od najmenších častíc až po najväčšie kozmické štruktúry.“

Odkaz: „Meranie gravitácie so zdvihnutými hmotnosťami v miligramoch“ od Tima M. Fox a Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht a Tjerk H. Osterkamp, ​​23. februára 2024, Pokrok vedy.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949