Grupa fizyków z powodzeniem wykryła słabe przyciąganie grawitacyjne maleńkiej cząsteczki. Ma to nam pomóc zrozumieć, czym jest grawitacja kwantowa. Naukowcy planują dalsze eksperymenty, chcąc zejść do poziomu rządzonego przez mechanikę kwantową, by lepiej zrozumieć naturę grawitacji i prawa rządzące Wszechświatem.
Naukowcy z University of Southampton w Wielkiej Brytania twierdzą, że dzięki ich najnowszemu eksperymentowi fizyka zbliżyła się do lepszego zrozumienia tego, czym jest grawitacja kwantowa, a więc tego, jak działa grawitacja w bardzo małej skali.
Eksperci nigdy w pełni nie zrozumieli, w jaki sposób siła odkryta przez Izaaka Newtona działa w maleńkim świecie kwantowym. Nawet Albert Einstein był zaskoczony grawitacją kwantową i w swojej ogólnej teorii względności stwierdził, że nie ma realistycznego eksperymentu, który mógłby wykazać kwantową wersję grawitacji.
Połączenie mechaniki kwantowej rządzącej światem subatomowym i grawitacji działającej w makroskali Wszechświata to jeden z najważniejszych celów fizyki. W badaniu opisanym na łamach magazynu "Science Advances" naukowcy tłumaczą, jak - za pomocą lewitujących magnesów - zmierzyli grawitację pochodzącą od cząstki o masie 0,43 mg. Generowana przez nią siła miała wartość zaledwie 30 aN (attoniutonów).
Naukowcy z Southampton przeprowadzili eksperyment wraz z naukowcami z Uniwersytetu w Lejdzie oraz z Institute for Photonics and Nanotechnologies we Włoszech. W badaniu wykorzystano zaawansowaną konfigurację, obejmującą urządzenia nadprzewodzące, znane jako pułapki, z polami magnetycznymi, czułymi detektorami i zaawansowaną izolacją drgań.
"Jesteśmy o krok bliżej"
"Przez cały wiek naukowcy bezskutecznie próbowali zrozumieć, jak mechanika kwantowa i grawitacja współdziałają. Teraz zmierzyliśmy grawitacyjne sygnały pochodzące od najmniejszej masy w historii. Oznacza to, że jesteśmy o krok bliżej zrozumienia, jak mechanika kwantowa i grawitacja działają razem" - podkreślał główny autor badania, Tim Fuchs. "Od teraz będziemy jeszcze schodzić w dół ze skalą, aż dojdziemy do kwantowego poziomu. Poprzez zrozumienie kwantowej grawitacji, będziemy mogli rozwiązać niektóre z zagadek Wszechświata - jak się zaczął, co się dzieje wewnątrz czarnych dziur - czy połączyć wszystkie znane siły w jedną teorię" - dodał naukowiec.
Zasady rządzące sferą kwantową wciąż nie są w pełni zrozumiałe - uważa się jednak, że cząstki i siły w skali mikroskopowej oddziałują inaczej niż obiekty o zwykłych rozmiarach - przekazali naukowcy.
Źródło: PAP, EurekAlert, University of Southampton
Źródło zdjęcia głównego: Robert D Pinna/Shutterstock