Предложен метод экспериментального изучения квантовой гравитации

Предложен метод экспериментального изучения квантовой гравитации

ОТО и квантовая механика, предположительно, должны смыкаться в районе величин, близких к планковским. Недавно учёные предложили новый тип квантового эксперимента, в котором, использовав зеркала планковской массы, можно будет проверить некоторые положения квантовой гравитации.

и квантовая механика, предположительно, должны смыкаться в районе величин, близких к планковским: при крайне высоких энергиях и предельно малых дистанциях. Впрочем, нынешние возможности экспериментальной науки крайне далеки от таких энергий и расстояний. Поэтому недавно австро-английская научная группа, представляющая и Имперский колледж Лондона, предложила новый тип квантового эксперимента, в котором, использовав зеркала планковской массы, можно проверить некоторые положения, предсказанные в рамках теоретических наработок по .
Отчёт об исследовании опубликован 18 марта в журнале Nature Physics.

Предложен метод экспериментального изучения квантовой гравитации

Сегодня наилучшие лазеры уже достигли уровня, позволяющего попытаться использовать их в столь непростых опытах. (Изображение Jonas Schmöle / VCQ / University of Vienna.)
Поиск теории, объединяющей квантовую механику с ОТО, — один из основных вызовов, стоящих перед современной физикой. Первая описывает процессы на уровне частиц и атомов, вторая — на уровне больших масс. Предположительно, есть момент где те и другие силы (и гравитация, и квантовая механика) совместно влияют на частицы. Это происходит при достижении планковских масс и расстояний: последнее составляет 1,6×10-35 м. Для наглядности можно сказать, что если это расстояние растянуть до одного метра, то атом, увеличенный во столько же раз, стал бы размером с видимую Вселенную. , в свою очередь, столь велика, что даже Большой адронный коллайдер может обеспечить нас лишь незначительной частью того, что в энергетическом смысле необходимо для подобных экспериментов. А чтобы придать частицам такую энергию при существующих технологиях, ускорители придётся строить размерами с планету. Все эти препятствия заставляли физиков думать, что эксперименты в этой области сейчас невозможны. Но, по всей видимости, это не так.

В квантовой механике одновременно знать местоположение и скорость частицы. Их можно измерять только последовательно: сначала одно, а затем другое. Но при этом измеряемый показатель будет варьироваться. Причём, если сперва измерить скорость, а затем узнать местоположение, то экспериментальный результат будет одним, а если сделать то же самое, но в обратном порядке, — другим. Согласно множеству теоретических наработок по квантовой гравитации, эти различия изменяются в зависимости от массы системы. Австро-английская группа физиков показала, что хотя такие вариации экспериментальных результатов будут невелики, на их основе всё же можно сделать информативные выводы по квантовой гравитации — если в опытах будут задействованы массивные квантовые системы. Что особенно интересно, для такого рода экспериментов не понадобится масштабное оборудование.

Предложен метод экспериментального изучения квантовой гравитации

Система движущихся зеркал должна помочь наблюдателям выявить разницу в показаниях четырёх последовательных измерений положения и скорости частиц. (Изображение Igor Pikovski, Michael R. Vanner, Markus Aspelmeyer, M. S. Kim & Časlav Brukner.)
Учёные предлагают использовать лазерный луч и систему движущихся зеркал (см. иллюстрацию), чтобы точно определить разницу между точкой измерения местоположения частицы после фиксации её же скорости и результатами по замеру её скорости после предварительного определения местоположения. Разумеется, для этого придётся применить весьма точные атомные часы для измерения время прохождения импульсов. И тем не менее предложенный эксперимент — единственный из доступных нам при сегодняшнем уровне технологии, который может дать хоть какую-то информацию в этой области, дотоле недоступной для опытов.
«Любые отклонения от результатов, ожидаемых в рамках квантовой механики, будут крайне захватывающими, но даже если их вовсе не будет, это всё же поможет в поиске новых возможных теорий [объясняющих такой результат]», — замечает представляющий австрийскую сторону Игорь Пиковски. По сути, это первый предложенный эксперимент такого рода, позволяющий каким-то образом получить экспериментальные данные из области квантовой гравитации. При этом он не требует ни дорогостоящих ускорителей, ни редких астрономических явлений.
Подготовлено по материалам Венского университета и Nature Physics.

источник: science.compulenta.ru

Расскажите друзьям

Добавить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Больше информационных новостей

Распознавание лиц в наше время становится все более реальным. Теперь,…

Подробнее

Памятник Кобзону очень скоро может появиться в Забайкалье. Руководство Забайкальского…

Подробнее

Названа самая старая планета Солнечной системы. Ею оказался Юпитер, который…

Подробнее

Известно, что кальян и кальянные заведения в России не запрещены…

Подробнее
Недавно опубликованы

Буквально на днях в кинопрокат ворвался фильм «Человек паук возвращение…

Подробнее

Всемирно известная и горячо любимая своими поклонниками британская писательница Джоан…

Подробнее

Памятник Кобзону очень скоро может появиться в Забайкалье. Руководство Забайкальского…

Подробнее

Речные круизы – традиционное, исконно русское времяпрепровождение, которое было популярно,…

Подробнее