Principiul lui Einstein, confirmat la nivel cuantic. Experiment istoric realizat cu atomi în cădere liberă

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google Urmărește-ne pe Google News

Un experiment recent realizat de o echipă internațională de cercetători a confirmat un efect gravitațional anticipat de mult timp, observat asupra unui obiect cuantic aflat în cădere liberă. Conform unui comunicat de presă transmis de Universitatea Ben-Gurion din Negev, Israel, și preluat de agenția Xinhua, rezultatele arată că o ipoteză fundamentală din teoria relativității formulate de Albert Einstein își păstrează valabilitatea chiar și în fizica cuantică, conform Agerpres.

Principiul echivalenței, enunțat de Einstein, stabilește că forța gravitațională acționează în mod identic asupra tuturor obiectelor, indiferent de masa acestora. În mod teoretic, un observator aflat în cădere liberă nu ar trebui să simtă nicio influență gravitațională locală. Cu toate acestea, în fizica cuantică, particulele se pot manifesta sub formă de unde și pot urma mai multe trasee în același timp. Această particularitate a ridicat întrebarea dacă principiul își păstrează valabilitatea atunci când un obiect nu se deplasează pe o singură traiectorie clasică și bine definită.

Principiul lui Einstein, confirmat la nivel cuantic. Experiment istoric realizat cu atomi în cădere liberă

Studiul a fost publicat în revista Science Advances. În cadrul cercetării, oamenii de știință au analizat modul în care gravitația influențează obiecte microscopice guvernate de legile mecanicii cuantice, constatând că fenomenul se desfășoară exact cum a fost prevăzut teoretic.

Pentru a realiza experimentul, echipa a folosit atomi aduși la temperaturi extrem de scăzute și aduși într-o stare cuantică specială, situație care le-a permis să urmeze două căi simultan.

Cum a funcționat Interferometrul Cuantic Galileo

Cercetătorii au apelat la un instrument numit Interferometrul Cuantic Galileo, denumit în memoria experimentelor despre gravitație făcute de Galileo Galilei. Aparatul a fost utilizat pentru a separa unda cuantică a unui atom în două trasee distincte: unul fix față de laborator și Pământ, iar celălalt aflat în cădere liberă. Ulterior, cele două fascicule au fost reunite pentru a analiza modificările induse de gravitație asupra undei în mișcare.

La momentul reîntregirii celor două căi, savanții au înregistrat o variație minusculă în starea cuantică a atomilor. Valoarea măsurată a fost identicală cu predicțiile obținute prin aplicarea principiului lui Einstein asupra undelor cuantice.

Pas important spre o teorie unificată a fizicii

Echipa de specialiști consideră că aceste concluzii oferă repere esențiale pentru una dintre marile provocări ale fizicii moderne: armonizarea gravitației, explicată prin teoria relativității, cu legile lumii cuantice, într-un cadru teoretic unic.

Autorii studiului au specificat că rezultatele nu demonstrează de la sine că gravitația este un fenomen cuantic, ci confirmă că principiul echivalenței rămâne aplicabil în domeniul mecanicii cuantice, pentru condițiile analizate.

Totodată, metoda aplicată deschide drumul spre teste viitoare pe structuri de dimensiuni mai mari, cum ar fi nanodiamantele. Aceste cercetări ulterioare vor stabili dacă legile cuantice își mențin valabilitatea și în condiții fizice mai extreme.