Descoperirea gravitației cuantice – Oamenii de știință descoperă codul cosmic care l-a nedumerit pe Einstein

Fizicienii au măsurat cu succes gravitația în lumea cuantică, descoperind atracția gravitațională slabă asupra unei particule mici folosind o nouă tehnică care folosește magneți suspendați, aducând oamenii de știință mai aproape de rezolvarea misterelor universului.

Oamenii de știință sunt cu un pas mai aproape de a dezvălui forțele misterioase ale universului după ce au descoperit cum să măsoare gravitația la nivel microscopic.

Experții nu au înțeles niciodată pe deplin cum funcționează forța descoperită de Isaac Newton în micul tărâm cuantic.

Chiar și Einstein a fost nedumerit de gravitația cuantică și a spus în teoria relativității generale că niciun experiment realist nu ar putea arăta o versiune cuantică a gravitației.

O descoperire în gravitația cuantică

Cu toate acestea, fizicienii de la Universitatea din Southampton, care lucrează cu oameni de știință din Europa, au reușit să detecteze o forță slabă de atracție asupra unei particule mici folosind o nouă tehnică.

Ei susțin că acest lucru ar putea deschide calea pentru găsirea evazivei teorii a gravitației cuantice.

Experiență publicată în Avansarea științei revista, a folosit magneți de mare putere pentru a detecta gravitația pe particule microscopice – suficient de mici pentru a provoca tărâmul cuantic.

Impresia artistică a experimentului cuantic. Credit: Universitatea din Southampton

Cercetare de pionierat gravitațională

Autorul principal, Tim Fox, de la Universitatea din Southampton, a spus că descoperirile ar putea ajuta experții să găsească piesa lipsă a puzzle-ului în imaginea noastră a realității.

El a adăugat: „Timp de un secol, oamenii de știință au încercat și nu au reușit să înțeleagă cum funcționează împreună gravitația și mecanica cuantică.

„Acum am reușit să măsurăm semnalele gravitaționale la cea mai mică masă înregistrată vreodată, ceea ce înseamnă că suntem cu un pas mai aproape de a înțelege cum funcționează gravitația în tandem.

„De aici vom începe să reducem dimensiunea sursei folosind această tehnică până când vom ajunge în lumea cuantică de ambele părți.

„Înțelegând gravitația cuantică, putem rezolva unele dintre misterele universului nostru – cum ar fi cum a început, ce se întâmplă în interiorul găurilor negre sau unificând toate forțele într-o singură mare teorie.”

Regulile lumii cuantice nu sunt încă pe deplin înțelese de știință, dar se crede că particulele și forțele la nivel microscopic interacționează diferit față de obiectele de dimensiuni normale.

Academicieni din Southampton au condus experimentul cu oameni de știință de la Universitatea Leiden din Țările de Jos și de la Institutul de Fotonică și Nanotehnologie din Italia, finanțat de un grant UE Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

Studiul lor a folosit o configurație sofisticată care implică dispozitive supraconductoare, cunoscute sub numele de capcane, cu câmpuri magnetice, detectoare sensibile și izolare avansată a vibrațiilor.

O forță de tragere slabă, de doar 30 de amperi, a fost măsurată pe o particulă de 0,43 mg ținându-l la temperaturi de îngheț cu până la o sutime de grad deasupra. Zero absolut – Aproximativ -273 de grade Celsius.

Extinderea orizontului cercetării cuantice

Profesorul de fizică Hendrik Ulbricht, de asemenea, de la Universitatea din Southampton, a spus că rezultatele deschid ușa pentru viitoare experimente între obiecte și forțe mai mici.

El a adăugat: „Depășim granițele științei care ar putea duce la noi descoperiri despre gravitație și lumea cuantică.

„Noua noastră tehnologie care utilizează temperaturi și dispozitive criogenice pentru a izola vibrația particulelor este probabil să dovedească calea de urmat pentru măsurarea gravitației cuantice.

„Dezvăluirea acestor mistere ne va ajuta să descoperim mai multe secrete despre țesătura universului, de la cele mai mici particule până la cele mai mari structuri cosmice.”

Referință: „Măsurarea gravitației cu mase ridicate în miligrame” de Tim M. Fox și Dennis J. Uitenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht și Tjerk H. Osterkamp, ​​​​23 februarie 2024, Avansarea științei.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949