Квантова механіка та загальна теорія відносності Ейнштейна пояснюють, як працює Всесвіт на найменших і найбільших масштабах. Квантова механіка розкриває ймовірнісну природу елементарних частинок, тоді як загальна теорія відносності описує, як маса та енергія викривляють простір-час, створюючи гравітацію. Це призвело до створення напівпровідників та GPS.

Однак об'єднання цих двох успішних, але окремих теорій в єдину «Теорію всього» може бути найбільшим викликом сучасної фізики.

Нещодавно фізики надали перші прямі експериментальні докази того, що квантова сфера підпорядковується принципу еквівалентності, основі теорії гравітації.

Дослідження, проведене в Університеті Бен-Гуріона в Ізраїлі, показує, що гравітація впливає на квантові об'єкти. Це унікальне дослідження поєднує складний експеримент з глибокою теоретичною інтерпретацією.

Принцип еквівалентності стверджує, що вільне падіння робить гравітацію невидимою. Наприклад, людина, що падає в ліфті, відчуває безваговість. Цей принцип використовується NASA для підготовки астронавтів на літаках, що імітують мікрогравітацію.

Дослідники розробили нову версію пристрою, званого інтерферометром, який використовується для вимірювання того, як хвилі взаємодіють одна з одною. Вони назвали свій пристрій Квантовим інтерферометром Галілея (QGI).

QGI дозволив дослідникам маніпулювати квантовими атомами, охолоджуючи їх до температури близько абсолютного нуля. Це призвело до утворення конденсату Бозе-Ейнштейна, де атоми починають діяти як єдине ціле.

Дослідники розділили хвильовий пакет, пов'язаний з BEC, щоб він міг пройти двома шляхами. Один шлях залишався «в спокої», а інший - вільно падав. Це дозволило їм продемонструвати, що принцип еквівалентності справедливий у квантовій сфері.

Цікавий факт

Цей експеримент відкриває нові можливості для дослідження, зокрема перевірки гіпотези, що гравітація може діяти як кванти, подібно до фотонів.