Меѓународен тим истражувачи, во кој учествува и нобеловецот Роџер Пенроуз, за првпат директно го измери влијанието на гравитацијата врз квантен објект додека паѓа слободно. Студијата објавена во списанието „Science Advances“ покажа дека принципот на еквивалентност на Алберт Ајнштајн останува точен дури и во микроскопскиот свет на атомите, со што физичарите изградија редок експериментален мост меѓу двете најголеми, но меѓусебно спротивставени теории во науката.
Повеќе од еден век модерната физика се потпира на два фундаментални столба што одбиваат да се спојат: квантната механика, која го опишува однесувањето на честичките на субатомско ниво, и општата теорија за релативноста на Ајнштајн, која го објаснува движењето на масивните тела и закривувањето на вселената. Додека општата релативност функционира со прецизно дефинирани траектории, квантниот свет почива на веројатности и објекти што можат истовремено да постојат на две места.
Експериментот беше изведен на Универзитетот Бен-Гурион во Негев со помош на специјален апарат наречен Квантен Галилео интерферометар. Научниците користеа облаци од атоми на рубидиум, оладени на температура за мал дел над апсолутната нула, поставени врз посебно дизајниран микрочип. Со микробранови пулсирања, секој атом беше ставен во состојба на суперпозиција, што му овозможи паралелно да патува по две различни патеки.
Преку микроскопски проводници на чипот, физичарите создадоа строго контролирани магнетни полиња. Едната половина од атомскиот бран беше задржана во место преку магнетна сила што точно се спротивстави на Земјината гравитација. Другата половина беше исфрлена нагоре и оставена слободно да паѓа под дејство на гравитацијата, следејќи балистичка патека слично на фрлена топка во воздух.
Кога двата дела од бранот повторно беа споени преку магнетен пулс, тие формираа интерференција. Ова им овозможи на истражувачите прецизно да ја измерат ситната разлика во квантната фаза што се акумулираше додека едниот дел паѓаше, а другиот стоеше неподвижен. Вредноста на измерената фаза беше идентична со онаа што ја предвидува принципот на еквивалентност на Ајнштајн кога ќе се примени врз брановата природа на материјата.
Резултатот не претставува конечна теорија за квантна гравитација, ниту пак докажува дека самото гравитациско поле има квантна природа. Наместо тоа, емпириски потврдува дека Ајнштајновата премиса за еквивалентност функционира без грешка во досега испитаните рамки на квантниот свет.
Ова мерење исто така не го побива познатиот аргумент на коавторот Роџер Пенроуз од Универзитетот Оксфорд, според кој квантната суперпозиција би морала спонтано да се наруши кај значително помасивни објекти. Атомите на рубидиум се премногу лесни за да го тестираат тој лимит, но тимот веќе подготвува нови обиди со потешки честички, вклучувајќи и нанодијаманти, со цел да открие каде точно се наоѓа границата меѓу двата света.
