НОВОСТИ В УКРАИНЕ
Ученые впервые показали один из ключевых эффектов общей теории относительности Эйнштейна на квантовом объекте. Эксперимент может стать важным шагом к пониманию того, как взаимодействуют квантовая механика и гравитация.
Исследование провела международная группа физиков из Университета Бен-Гуриона в Израиле, Университета Ульма и Оксфордского университета совместно с лауреатом Нобелевской премии Роджером Пенроузом, сообщило издание Qubit.
Для эксперимента ученые использовали специально разработанный «квантовый галилеев интерферометр». В его основе – атомы рубидия, охлажденные до температуры, близкой к абсолютному нулю.
Исследователи воспользовались свойством квантовых частиц находиться в состоянии суперпозиции. Они разделили квантовую волну атома на две части, которые одновременно двигались по разным траекториям.
Одну половину волны с помощью магнитного поля удерживали в подвешенном состоянии, тогда как вторая свободно падала под действием гравитации. После этого две части волны снова объединили.
При их взаимодействии возникла интерференционная картина, по которой физики смогли измерить чрезвычайно малую разницу фаз, возникшую из-за действия гравитации.
Что удалось доказать
Полученный результат совпал с прогнозами физиков, основанными на принципе эквивалентности Эйнштейна.
Согласно этому принципу, для наблюдателя, находящегося в свободном падении, гравитация локально перестает ощущаться. Классический пример – человек в падающем лифте, который на короткое время испытывает состояние невесомости.
Гравитацию уже неоднократно измеряли с помощью квантовых частиц. Однако этот эксперимент отличается тем, что ученым удалось проверить действие принципа эквивалентности на квантовом объекте, который одновременно ведет себя как волна и может находиться на нескольких траекториях.
Исследователи подчеркули, что это еще не означает окончательного объединения квантовой механики и общей теории относительности. Тем не менее эксперимент стал одним из наиболее точных подтверждений того, что теории Эйнштейна сохраняют свою актуальность и в квантовом мире.
Что будет дальше
Ученые уже готовят следующий этап исследований. Аналогичный метод планируют испытать на значительно более тяжелых объектах – в частности, на наноалмазах.
Эти эксперименты могут иметь значение не только для изучения гравитации. Они также способны помочь проверить гипотезу Роджера Пенроуза о существовании определенного предела массы, выше которого квантовые законы могут переставать действовать и система начинает вести себя классическим образом.
Другие новости науки
Ранее сообалось, что под льдами Антарктиды спрятали телескоп, «смотрящий» сквозь всю Землю. Особенность обсерватории заключается в том, что она расположена глубоко под антарктическим льдом.
Ранее ученые выяснили, что ветровые электростанции выбрасывают в небо разряды и вызывают грозы. Как оказалось, ветрогенераторы генерируют характерные электромагнитные переходные процессы и неудачные восходящие проводники, фактически создавая идеальные условия для возникновения молнии.
