Pētnieki ir izstrādājuši metodi gravitācijas mērīšanai mikroskopiskā līmenī, kas ir liels progress kvantu gravitācijas izpratnē. Kredīts: SciTechDaily.com
Fiziķi ir veiksmīgi izmērījuši gravitāciju kvantu pasaulē, atklājot mazas daļiņas vājo gravitācijas spēku, izmantojot jaunu tehniku, kurā tiek izmantoti suspendēti magnēti, tuvinot zinātniekus Visuma noslēpumu atrisināšanai.
Zinātnieki ir vienu soli tuvāk Visuma noslēpumaino spēku atšķetināšanai pēc tam, kad ir izdomājuši, kā izmērīt gravitāciju mikroskopiskā līmenī.
Eksperti nekad nav pilnībā sapratuši, kā Īzaka Ņūtona atklātais spēks darbojas mazajā kvantu valstībā.
Pat Einšteins bija neizpratnē par kvantu gravitāciju un savā vispārējās relativitātes teorijā teica, ka neviens reālistisks eksperiments nevar parādīt gravitācijas kvantu versiju.
Izrāviens kvantu gravitācijā
Tomēr Sauthemptonas universitātes fiziķiem, sadarbojoties ar zinātniekiem Eiropā, ir izdevies atklāt mazas daļiņas vāju pievilkšanas spēku, izmantojot jaunu tehniku.
Viņi apgalvo, ka tas varētu pavērt ceļu netveramas kvantu gravitācijas teorijas atrašanai.
Pieredze publicēta Zinātnes attīstība žurnāls izmantoja lieljaudas magnētus, lai noteiktu gravitāciju uz mikroskopiskām daļiņām – pietiekami maza, lai izaicinātu kvantu valstību.
Mākslinieka iespaids par kvantu eksperimentu. Kredīts: Sauthemptonas Universitāte
Novatorisks gravitācijas pētījums
Vadošais autors Tims Fokss no Sauthemptonas universitātes sacīja, ka atklājumi varētu palīdzēt ekspertiem atrast trūkstošo puzles daļu mūsu realitātes attēlā.
Viņš piebilda: “Gadsimtu zinātnieki ir mēģinājuši saprast, kā gravitācija un kvantu mehānika darbojas kopā, un viņiem nav izdevies saprast.
“Tagad mums ir izdevies izmērīt gravitācijas signālus ar vismazāko jebkad reģistrēto masu, kas nozīmē, ka esam soli tuvāk izpratnei par gravitācijas darbību tandēmā.
“No šejienes mēs sāksim samazināt avota lielumu, izmantojot šo paņēmienu, līdz mēs sasniegsim kvantu pasauli abās pusēs.
“Izprotot kvantu gravitāciju, mēs varam atrisināt dažus mūsu Visuma noslēpumus, piemēram, kā tas sākās, kas notiek melno caurumu iekšienē vai apvienot visus spēkus vienā lielā teorijā.”
Zinātne joprojām nav pilnībā izpratusi kvantu pasaules noteikumus, taču tiek uzskatīts, ka daļiņas un spēki mikroskopiskā līmenī mijiedarbojas savādāk nekā ar normāla izmēra objektiem.
Sauthemptonas akadēmiķi veica eksperimentu ar zinātniekiem Leidenes universitātē Nīderlandē un Fotonikas un nanotehnoloģiju institūtā Itālijā, ko finansēja no ES Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM) dotācijas.
Viņu pētījumā tika izmantota sarežģīta sistēma, kas ietver supravadošās ierīces, kas pazīstamas kā slazdi, ar magnētiskajiem laukiem, jutīgiem detektoriem un uzlabotu vibrācijas izolāciju.
Vājš vilkšanas spēks, tikai 30 ampēri, tika izmērīts tik mazai daļiņai kā 0,43 mg, turot to sasalšanas temperatūrā līdz grāda simtdaļai augstāk. Absolūtā nulle – Apmēram -273 grādi Celsija.
Kvantu pētījumu redzesloku paplašināšana
Fizikas profesors Hendriks Ulbrihts, arī no Sauthemptonas universitātes, teica, ka rezultāti paver durvis turpmākiem eksperimentiem starp mazākiem objektiem un spēkiem.
Viņš piebilda: “Mēs virzām zinātnes robežas, kas varētu novest pie jauniem atklājumiem par gravitāciju un kvantu pasauli.
“Mūsu jaunā tehnoloģija, kas izmanto kriogēnas temperatūras un ierīces, lai izolētu daļiņu vibrāciju, visticamāk, pierādīs virzību uz priekšu kvantu gravitācijas mērīšanai.
“Šo noslēpumu atklāšana palīdzēs mums atklāt vairāk noslēpumu par Visuma struktūru, sākot no mazākajām daļiņām līdz lielākajām kosmiskajām struktūrām.”
Atsauce: “Gravitācijas mērīšana ar paceltām masām miligramos”, Tims M. Fox un Deniss Dž. Uitenbrūks, Džimijs Plugs, Nuds van Halterens, Žans Pols van Soests, Andrea Venanti, Hendriks Ulbrihts un Tjerks H. Osterkampa, 2024. gada 23. februāris, Zinātnes attīstība.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949
