A kvantumgravitáció feltárása – A tudósok feltörik az Einsteint zavarba ejtő kozmikus kódot

A fizikusok sikeresen mérték a gravitációt a kvantumvilágban, és felfedezték a kis részecskék gyenge gravitációs vonzását egy új technika segítségével, amely felfüggesztett mágneseket használ, közelebb hozva a tudósokat az univerzum rejtélyeinek megoldásához.

A tudósok egy lépéssel közelebb kerültek az univerzum titokzatos erőinek megfejtéséhez, miután rájöttek, hogyan mérhető a gravitáció mikroszkopikus szinten.

A szakértők soha nem értették meg teljesen, hogyan működik az Isaac Newton által felfedezett erő az apró kvantumbirodalomban.

Még Einsteint is zavarba hozta a kvantumgravitáció, és általános relativitáselméletében azt mondta, hogy egyetlen reális kísérlet sem tudja kimutatni a gravitáció kvantumváltozatát.

Áttörés a kvantumgravitációban

A Southamptoni Egyetem fizikusainak azonban európai tudósokkal együttműködve sikerült egy új technikával kimutatniuk egy kis részecskék gyenge vonzási erejét.

Azt állítják, hogy ez megnyithatja az utat a kvantumgravitáció megfoghatatlan elméletének megtalálásához.

A tapasztalatok megjelentek: A tudomány fejlődése magazin nagy teljesítményű mágneseket használt a gravitáció kimutatására mikroszkopikus részecskéken – elég kicsi ahhoz, hogy kihívást jelentsen a kvantum birodalmának.

Művész benyomása a kvantumkísérletről. Köszönet: Southamptoni Egyetem

Úttörő gravitációs kutatás

Tim Fox, a Southamptoni Egyetem kutatója szerint az eredmények segíthetnek a szakértőknek megtalálni a valóságról alkotott képünkben a rejtvény hiányzó darabját.

Hozzátette: „Egy évszázadon keresztül a tudósok megpróbálták megérteni, hogyan működik együtt a gravitáció és a kvantummechanika, de nem sikerült megérteniük.

„Sikerült a gravitációs jeleket a valaha mért legkisebb tömegen mérnünk, ami azt jelenti, hogy egy lépéssel közelebb kerültünk a gravitáció párhuzamos működésének megértéséhez.

„Innentől kezdve elkezdjük csökkenteni a forrás méretét ezzel a technikával, amíg mindkét oldalon el nem érjük a kvantumvilágot.

„A kvantumgravitáció megértésével megfejthetjük univerzumunk néhány titkát – például hogyan kezdődött, mi történik a fekete lyukak belsejében, vagy egyesíthetjük az összes erőt egyetlen nagy elméletben.”

A kvantumvilág szabályait a tudomány még mindig nem teljesen érti, de a részecskék és az erők mikroszkopikus szinten másképp lépnek kölcsönhatásba, mint a normál méretű tárgyakkal.

Southampton akadémikusai a hollandiai Leiden Egyetem és az olaszországi Fotonikai és Nanotechnológiai Intézet tudósaival végezték el a kísérletet az EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM) támogatásával.

Tanulmányukban szupravezető eszközöket, úgynevezett csapdákat használtak, mágneses mezőkkel, érzékeny detektorokkal és fejlett rezgésszigeteléssel.

Gyenge, mindössze 30 amperes húzóerőt mértek egy 0,43 mg-os részecskén úgy, hogy egyszázadfok feletti fagyponton tartották. Abszolút nulla – Körülbelül -273 fok Celsius.

A kvantumkutatás horizontjának bővítése

Hendrik Ulbricht fizikaprofesszor, szintén a Southamptoni Egyetemről azt mondta, hogy az eredmények megnyitják az ajtót a kisebb tárgyak és erők közötti jövőbeni kísérletek előtt.

Hozzátette: „A tudomány határait feszegetjük, ami új felfedezésekhez vezethet a gravitációval és a kvantumvilággal kapcsolatban.

„Új technológiánk, amely kriogén hőmérsékleteket és eszközöket használ a részecskék rezgésének elkülönítésére, valószínűleg bizonyítani fogja a kvantumgravitáció mérésének előrehaladását.

„E titkok megfejtése segíteni fog nekünk, hogy több titkot tárjunk fel az univerzum szövetével kapcsolatban, a legkisebb részecskéktől a legnagyobb kozmikus struktúrákig.”

Hivatkozás: „Gravitáció mérése megemelt tömeggel milligrammban”, Tim M. Fox és Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht és Tjerk H. Osterkamp, ​​2024. február 23. A tudomány fejlődése.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949