Fizikai sėkmingai išmatavo gravitaciją kvantiniame pasaulyje ir atrado silpną mažos dalelės gravitacinę trauką, naudodami naują techniką, kurioje naudojami kabantys magnetai, priartindami mokslininkus prie visatos paslapčių sprendimo.

Supratę, kaip išmatuoti gravitaciją mikroskopiniu lygmeniu, mokslininkai žengė žingsnį arčiau paslaptingų visatos jėgų atskleidimo.

Ekspertai niekada iki galo nesuprato, kaip Izaoko Niutono atrasta jėga veikia mažytėje kvantinėje sferoje.

Net Einšteinas buvo suglumęs dėl kvantinės gravitacijos ir savo bendrosios reliatyvumo teorijoje teigė, kad joks realistinis eksperimentas negali parodyti kvantinės gravitacijos versijos.

Proveržis kvantinėje gravitacijoje

Tačiau Sautamptono universiteto fizikai, bendradarbiaujant su Europos mokslininkais, nauja technika pavyko aptikti silpną mažos dalelės traukos jėgą.

Jie teigia, kad tai galėtų padėti rasti sunkiai suprantamą kvantinės gravitacijos teoriją.

Patirtis paskelbta m Mokslo pažanga žurnalas, naudojo didelio galingumo magnetus, kad aptiktų mikroskopinių dalelių gravitaciją – pakankamai mažą, kad mestų iššūkį kvantinei sferai.

Menininko įspūdis apie kvantinį eksperimentą. Kreditas: Sautamptono universitetas

Novatoriški gravitacijos tyrimai

Pagrindinis autorius Timas Foxas iš Sautamptono universiteto teigė, kad išvados gali padėti ekspertams rasti trūkstamą dėlionės dalį mūsų tikrovės paveiksle.

Jis pridūrė: „Šimtmetį mokslininkai bandė suprasti, kaip gravitacija ir kvantinė mechanika veikia kartu, ir jiems nepavyko.

„Dabar mums pavyko išmatuoti gravitacinius signalus esant mažiausia kada nors užfiksuota masė, o tai reiškia, kad esame vienu žingsniu arčiau supratimo, kaip gravitacija veikia kartu.

„Nuo čia mes pradėsime mažinti šaltinio dydį naudodami šią techniką, kol pasieksime kvantinį pasaulį iš abiejų pusių.

„Suprasdami kvantinę gravitaciją galime išspręsti kai kurias mūsų visatos paslaptis – pavyzdžiui, kaip ji prasidėjo, kas vyksta juodosiose skylėse arba sujungti visas jėgas į vieną didelę teoriją.

Kvantinio pasaulio taisyklės mokslui vis dar nėra visiškai suprantamos, tačiau manoma, kad dalelės ir jėgos mikroskopiniame lygmenyje sąveikauja kitaip nei su normalaus dydžio objektais.

Sautamptono akademikai atliko eksperimentą su Leideno universiteto Nyderlanduose ir Fotonikos ir nanotechnologijų instituto Italijoje mokslininkais, finansuojamą iš ES Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM) dotacijos.

Jų tyrime buvo naudojama sudėtinga sąranka, apimanti superlaidžius įtaisus, vadinamus spąstais, su magnetiniais laukais, jautriais detektoriais ir pažangia vibracijos izoliacija.

Silpna traukimo jėga, tik 30 amperų, ​​buvo išmatuota net 0,43 mg dalelėje, laikant ją užšalimo temperatūroje iki šimtosios laipsnio aukštesnės. Absoliutus nulis – Apie -273 laipsnius Celsijaus.

Plėsti kvantinių tyrimų akiratį

Fizikos profesorius Hendrikas Ulbrichtas, taip pat iš Sautamptono universiteto, sakė, kad rezultatai atveria duris būsimiems eksperimentams tarp mažesnių objektų ir jėgų.

Jis pridūrė: „Mes stumiame mokslo ribas, kurios gali paskatinti naujus atradimus apie gravitaciją ir kvantinį pasaulį.

„Mūsų naujoji technologija, kuri naudoja kriogeninę temperatūrą ir prietaisus dalelių vibracijai izoliuoti, greičiausiai parodys kvantinės gravitacijos matavimo kelią.

„Šių paslapčių išaiškinimas padės mums atskleisti daugiau paslapčių apie visatos struktūrą – nuo ​​mažiausių dalelių iki didžiausių kosminių struktūrų.

Nuoroda: „Gravitacijos matavimas naudojant pakeltą masę miligramais“, Timas M. Foxas ir Dennisas J. Uytenbroekas, Jimmy Plugas, Noudas van Halterenas, Jeanas-Paulas van Soestas, Andrea Venanti, Hendrikas Ulbrichtas ir Tjerkas H. Osterkampas, 2024 m. vasario 23 d. Mokslo pažanga.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949