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.