Osmišljen eksperiment koji bi mogao da reši jedan od najvažnijih nerešenih problema u fizici

Foto: sakkmesterke / Alamy / Alamy / Profimedia

Opšta teorija relativnosti i kvantna mehanika su dva fundamentalna opisa prirode koja imamo. Dok teorija relativnosti objašnjava gravitaciju na višem nivou, kvantna mehanika objašnjava ponašanje atoma i molekula, piše UCL News. Jedan od najvažnijih nerešenih problema u fizici je pravi način spajanja ove dve teorije da se utvrdi da li gravitacija deluje i na kvantnom nivou. Iako su teorijski radovi izneli mnogo mogućnosti, potrebni su eksperimenti da bi se ponašanje gravitacije potpuno objasnilo.

Više od 100 godina eksperimenti o kvantnoj prirodi gravitacije čine se van domašaja, ali naučnici sa Univerzitetskog koledža Londona (UCL) zajedno sa kolegama sa Univerziteta u Varviku (Britanija), Jejla (SAD), Severozapadnog univerziteta (SAD) i Univerziteta u Groningenu (Holandija) radiće na ispitivanju ovog problema.

Preporučujemo

Njihova nova ideja je da dva mikrodijamanta stave u vakuum gde će levitirati, a onda ih stave u kvantnu superpoziciju kako bi istovremeno bili na dva mesta. To ponašanje inače protivno zdravom razumu je osnovno svojstvo kvantne mehanike.

Eksperiment je zasnovan na teorijskom radu koji je objavio profesor Šugato Bouz sa Odeljenja za fiziku i astronomiju UCL.

- Nemoguće je preterati u objašnjenju koliko je značajno da fizičari imaju eksperimente koji mogu da ispitaju pravi način kombinovanja kvantne mehanike i opšte teorije relativnosti. Ljudi koji rade na teorijama kvantne gravitacije poput teorije struna uglavnom se fokusiraju na to šta se dešava na velikim energijama, blizu crnih rupa ili u vreme Velikog praska. U poređenju sa tim, naš rad je u režimu male energije ovde na Zemlji, ali će nam dati neprocenjive informacije o tome da li gravitacija deluje na kvantnom nivou. Takođe, eksperiment može da se posmatra kao verifikacija generičkih predviđanja bilo koje kvantne teorije gravitacije na maloj energiji – rekao je on za UCL News.

Svaki od ova dva dijamanta u eksperimentu mogao bi da se smatra manjom verzijom Šredingerove mačke.

- Šredingerova mačka je misaoni eksperiment koji ukazuje na to da bi bilo čudno da svakodnevni objekti i ljubimci budu u kvantnoj superpoziciji, da postoje na dva mesta istovremeno. Mi želimo da ispitamo granice ove ideje. Atomi i molekuli su uspešno stavljani u takvo stanje kvantne superpozicije. Naši dijamanti se sastoje od po milijardu atoma ili više. Da bismo ispitali kvantnu prirodu gravitacije, moramo da pogledamo interakciju dva takva dijamanta u odnosu na gravitaciju – rekao je Gevin Morli, profesor Univerziteta u Varviku, i dodao:

- Ako je gravitacija kvantna, biće u stanju da ispreplete dva dijamanta. Isprepletenost je jedinstveni kvantni efekat u kome su dve stvari povezane jače nego što je moguće u našem svakodnevnom životu.

Kako objašnjavaju, pred njima je veliki broj izazova.

(Telegraf Nauka/UCL News)