Атомные часы помогут ученым проверить, как гравитация влияет на квантовый мир

Международная группа физиков из Европы и США разработала уникальный подход, который позволит провести первую в истории экспериментальную проверку законов квантовой механики в условиях искривленного пространства-времени. Для этого ученые предложили использовать сеть из нескольких атомных часов, объединенных на квантовом уровне.

Как сообщает агентство ТАСС, эта работа направлена на разрешение одного из главных противоречий современной физики — несовместимости теории относительности Эйнштейна, описывающей гравитацию, и квантовой механики, которая управляет миром частиц. По словам одного из авторов исследования, Игоря Пиковского, этот эксперимент впервые позволит проверить предположение о том, что гравитация может изменять ход квантовых процессов.

Суть предложенного опыта заключается в создании распределенных атомных часов, состоящих из трех отдельных частей, разнесенных в пространстве. Каждая из них будет представлять собой набор из квантово-запутанных атомов иттербия-171. Такая система обладает чрезвычайно высокой чувствительностью к малейшим различиям в уровне искривления пространства, то есть к гравитации.

По расчетам ученых, если расположить части часов на разной высоте, например, на расстоянии в один километр друг от друга по вертикали, то они окажутся в условиях немного разной гравитации. Если гравитация действительно влияет на квантовые процессы, то каждая из трех частей часов будет «тикать» с немного разной частотой. Эти микроскопические различия можно будет зафиксировать с помощью лазера. Ученые надеются, что уже в ближайшее время им удастся провести первые подобные замеры, что станет прорывным наземным экспериментом на стыке двух фундаментальных теорий.