Odhalení kvantové gravitace – Vědci rozluští vesmírný kód, který mátl Einsteina

Fyzici úspěšně změřili gravitaci v kvantovém světě a objevili slabou gravitaci na malé částici pomocí nové techniky, která využívá zavěšené magnety, čímž vědci přibližují řešení záhad vesmíru.

Vědci jsou o krok blíže k odhalení záhadných sil vesmíru poté, co přišli na to, jak měřit gravitaci na mikroskopické úrovni.

Odborníci nikdy plně nepochopili, jak síla objevená Isaacem Newtonem funguje v malé kvantové říši.

Dokonce i Einstein byl zmaten kvantovou gravitací a ve své teorii obecné relativity řekl, že žádný realistický experiment nemůže ukázat kvantovou verzi gravitace.

Průlom v kvantové gravitaci

Fyzikům z University of Southampton ve spolupráci s vědci v Evropě se však pomocí nové techniky podařilo odhalit slabou přitažlivou sílu na malé částici.

Tvrdí, že by to mohlo připravit cestu k nalezení nepolapitelné teorie kvantové gravitace.

Zkušenosti publikované v Pokrok vědy časopis, používal vysoce výkonné magnety k detekci gravitace na mikroskopických částicích – dostatečně malých, aby napadly kvantovou říši.

Umělcův dojem z kvantového experimentu. Kredit: University of Southampton

Průkopnický výzkum gravitace

Vedoucí autor Tim Fox z University of Southampton řekl, že zjištění by mohla pomoci odborníkům najít chybějící dílek skládačky v našem obrazu reality.

Dodal: „Po celé století se vědci snažili a nedokázali pochopit, jak gravitace a kvantová mechanika spolupracují.

„Nyní se nám podařilo změřit gravitační signály při nejmenší zaznamenané hmotnosti, což znamená, že jsme o krok blíže k pochopení toho, jak gravitace funguje v tandemu.

„Odsud začneme zmenšovat velikost zdroje pomocí této techniky, dokud nedosáhneme kvantového světa na obou stranách.

„Pochopením kvantové gravitace můžeme vyřešit některé záhady našeho vesmíru – například jak to začalo, co se děje uvnitř černých děr nebo sjednocení všech sil do jedné velké teorie.“

Pravidla kvantového světa věda stále plně nepochopila, ale předpokládá se, že částice a síly na mikroskopické úrovni interagují jinak než s objekty normální velikosti.

Akademici ze Southamptonu provedli experiment s vědci z Leiden University v Nizozemsku a Institute of Photonics and Nanotechnology v Itálii, financovaný grantem EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

Jejich studie používala sofistikované nastavení zahrnující supravodivá zařízení, známá jako pasti, s magnetickými poli, citlivými detektory a pokročilou izolací vibrací.

Slabá tažná síla, pouhých 30 ampérů, byla naměřena na částici o velikosti 0,43 mg jejím udržováním při teplotách pod bodem mrazu až o jednu setinu stupně výše. Absolutní nula – Asi -273 stupňů Celsia.

Rozšíření obzorů kvantového výzkumu

Profesor fyziky Hendrik Ulbricht z University of Southampton uvedl, že výsledky otevírají dveře budoucím experimentům mezi menšími objekty a silami.

Dodal: „Posouváme hranice vědy, které by mohly vést k novým objevům o gravitaci a kvantovém světě.

„Naše nová technologie, která využívá kryogenní teploty a zařízení k izolaci vibrací částic, pravděpodobně ukáže cestu vpřed pro měření kvantové gravitace.

„Odhalení těchto záhad nám pomůže odhalit další tajemství o struktuře vesmíru, od nejmenších částic až po největší kosmické struktury.“

Reference: „Měření gravitace se zvednutými hmotnostmi v miligramech“ od Tima M. Fox a Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht a Tjerk H. Osterkamp, ​​23. února 2024, Pokrok vědy.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949