Новые эксперименты могут выявить квантовые свойства гравитации

Новые эксперименты могут выявить квантовые свойства гравитации
Гравитация — это фундаментальная сила, играющая ключевую роль в структуре нашего мира. Она удерживает нас на поверхности Земли и обеспечивает взаимодействие между объектами в космосе. Несмотря на свою всепроникающую природу, вопрос о том, обладает ли гравитация квантовыми свойствами, остаётся предметом горячих дискуссий и экспериментальных исследований.

Недавно группа учёных из Нидерландов и Германии предложила новый метод экспериментального изучения этой идеи. Они разработали эксперименты, которые могут показать, действует ли гравитация как квантовая сила на самых малых уровнях или же она следует классическим, геометрическим законам, как это было предложено Эйнштейном. Это открытие может помочь объединить квантовую механику и теорию гравитации, решив некоторые из самых загадочных вопросов современной физики.

Квантовая механика обычно ассоциируется с микромиром, где квантовые эффекты проявляются наиболее ярко. Однако теоретически квантовые законы могут описывать все объекты во Вселенной, от мельчайших частиц до галактик и саму Вселенную. Проблема заключается в том, что с увеличением размера объектов их квантовые свойства становятся менее заметными, и они начинают вести себя более классически.

Если бы крупные объекты с сильными гравитационными полями могли демонстрировать квантовое поведение, это было бы чрезвычайно сложно обнаружить из-за хрупкости квантовой запутанности. Эта запутанность легко разрушается даже при незначительных воздействиях, что делает её ненадёжным индикатором квантовых свойств на больших масштабах.

Людовико Лами и его коллеги из Амстердамского университета предложили серию экспериментов, которые могут обойти эту проблему и выявить квантовые свойства гравитации без необходимости наблюдения за запутанностью. Эти эксперименты включают использование торсионных маятников, аналогичных тем, которые использовались для первых измерений силы тяжести, а также зеркал и лазеров.

Хотя эти эксперименты пока остаются на теоретическом уровне, учёные уже определили верхние границы для сигналов, которые могли бы указывать на квантовую природу гравитации. Лами утверждает, что, несмотря на необходимость дальнейшего технологического прогресса, такие эксперименты могут быть осуществимы в обозримом будущем. Однако в их расчётах присутствуют предположения, которые вызывают дискуссии в научном сообществе, и предлагаются дополнительные эксперименты для изучения квантовой гравитации.

Исследование, опубликованное в журнале Physical Review X, открывает новые перспективы для понимания природы гравитации и её места в квантовом мире.