Fizycy z powodzeniem zmierzyli grawitację w świecie kwantowym, odkrywając słabe przyciąganie grawitacyjne na małą cząstkę za pomocą nowej techniki wykorzystującej zawieszone magnesy, przybliżając naukowców do rozwiązania tajemnic wszechświata.
Naukowcy są o krok bliżej odkrycia tajemniczych sił wszechświata po tym, jak odkryli, jak mierzyć grawitację na poziomie mikroskopowym.
Eksperci nigdy w pełni nie zrozumieli, jak siła odkryta przez Izaaka Newtona działa w maleńkiej sferze kwantowej.
Nawet Einstein był zaintrygowany grawitacją kwantową i w swojej ogólnej teorii względności stwierdził, że żaden realistyczny eksperyment nie jest w stanie wykazać kwantowej wersji grawitacji.
Przełom w grawitacji kwantowej
Jednak fizykom z Uniwersytetu w Southampton, współpracującym z naukowcami z Europy, udało się wykryć słabą siłę przyciągania na małej cząstce przy użyciu nowej techniki.
Twierdzą, że może to utorować drogę do odkrycia nieuchwytnej teorii grawitacji kwantowej.
Doświadczenie opublikowane w Postęp nauki magazyn wykorzystał magnesy o dużej mocy do wykrycia grawitacji na mikroskopijnych cząsteczkach – wystarczająco małych, aby stanowić wyzwanie dla sfery kwantowej.
Pionierskie badania nad grawitacją
Główny autor Tim Fox z Uniwersytetu w Southampton twierdzi, że odkrycie może pomóc ekspertom w odnalezieniu brakującego elementu układanki w naszym obrazie rzeczywistości.
Dodał: „Przez stulecie naukowcy bezskutecznie próbowali zrozumieć, w jaki sposób grawitacja i mechanika kwantowa współdziałają.
„Udało nam się teraz zmierzyć sygnały grawitacyjne przy najmniejszej kiedykolwiek zarejestrowanej masie, co oznacza, że jesteśmy o krok bliżej zrozumienia, jak grawitacja działa w tandemie.
„Odtąd zaczniemy zmniejszać rozmiar źródła za pomocą tej techniki, aż dotrzemy do świata kwantowego po obu stronach.
„Rozumiejąc grawitację kwantową, możemy rozwiązać niektóre tajemnice naszego wszechświata – na przykład jego początek, co dzieje się wewnątrz czarnych dziur czy połączenie wszystkich sił w jedną wielką teorię”.
Nauka wciąż nie w pełni zrozumiała zasady świata kwantowego, ale uważa się, że cząstki i siły na poziomie mikroskopowym oddziałują inaczej niż z obiektami o normalnej wielkości.
Naukowcy z Southampton przeprowadzili eksperyment wraz z naukowcami z Uniwersytetu w Lejdzie w Holandii oraz Instytutu Fotoniki i Nanotechnologii we Włoszech, finansowanego z unijnego grantu Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).
W badaniu wykorzystano wyrafinowaną konfigurację obejmującą urządzenia nadprzewodzące, zwane pułapkami, z polami magnetycznymi, czułymi detektorami i zaawansowaną izolacją wibracji.
Na cząstce o masie zaledwie 0,43 mg zmierzono niewielką siłę ciągnącą, wynoszącą zaledwie 30 amperów, utrzymując ją w temperaturze zamarzania do jednej setnej stopnia powyżej. Zero absolutne – Około -273 stopni Celsjusz.
Poszerzanie horyzontów badań kwantowych
Profesor fizyki Hendrik Ulbricht, również z Uniwersytetu w Southampton, powiedział, że wyniki otwierają drzwi do przyszłych eksperymentów między mniejszymi obiektami i siłami.
Dodał: „Przesuwamy granice nauki, które mogą prowadzić do nowych odkryć na temat grawitacji i świata kwantowego.
„Nasza nowa technologia, która wykorzystuje temperatury kriogeniczne i urządzenia do izolowania wibracji cząstek, prawdopodobnie okaże się przyszłością w pomiarach grawitacji kwantowej.
„Rozwikłanie tych tajemnic pomoże nam odkryć więcej tajemnic dotyczących struktury wszechświata, od najmniejszych cząstek po największe kosmiczne struktury”.
Odniesienie: „Pomiar grawitacji przy podniesionych masach w miligramach” autorstwa Tima M. Foxa i Dennisa J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht i Tjerk H. Osterkamp, 23 lutego 2024, Postęp nauki.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949
„Kawioholik. Fanatyk alkoholu na całe życie. Typowy ekspert podróży. Skłonny do napadów apatii. Internetowy pionier”.
More Stories
Naukowcy odkrywają „niespodziankę”, która zmienia ich rozumienie wszechświata
Znalezienie najbardziej obiecujących oznak życia na innej planecie, dzięki uprzejmości Jamesa Webba
Metan marsjański wprawia naukowców w zakłopotanie: zaskakujące odkrycie łazika Curiosity