Ученые впервые измерили гравитационное притяжение частицы, которая вполовину меньше песчинки. Это измерение стало самым точным в своем роде. Его назвали «прорывом в квантовую область».
Гравитация – одна из четырех фундаментальных сил Вселенной наряду с электромагнетизмом и слабым и сильным ядерным взаимодействием. Мы постоянно испытываем ее на себе, но при этом не слишком хорошо понимаем. Это единственная сила, которую нельзя объяснить с помощью стандартной модели физики элементарных частиц.
Ученые считают, что совершить прорыв в исследованиях помогли бы наблюдения за гравитационным взаимодействием между атомами и частицами. Но эти крошечные взаимодействия «стираются» огромной силой притяжения Земли.
«Это все равно, что пытаться записать звук шагов жука под работающим на холостом ходу реактивным двигателем», – пояснили эксперты.
Авторы нового исследования из Университета Саутгемптона (Великобритания) разработали новый метод, способный нейтрализовать притяжение Земли. Они предложили поднять магнитную частицу в сверхпроводящую ловушку, которая изолировала бы ее от внешнего электромагнетизма, тепла и вибрации. Затем мимо частицы прокатили груз весом 2,4 кг.
В ходе этого эксперимента команде удалось измерить слабое гравитационное притяжение всего в 30 аттоньютонов (aN), действующее на частицу. Вес частицы составил всего 0,43 миллиграмма.
«В течение столетия ученые безуспешно пытались понять, как гравитация и квантовая механика работают вместе. Теперь мы успешно измерили гравитационные сигналы с наименьшей из когда-либо зарегистрированных масс, и это означает, что мы на шаг приблизились к окончательному пониманию того, как эти силы работают в тандеме», – отметили авторы научной работы.
В дальнейшем ученые намерены уменьшать масштаб источника, пока им не удастся достигнуть квантового мира, сообщает Science Advances.
Ранее ученые подтвердили гипотезу Эйнштейна о гравитационных лазерах. Исследование было основано на аксионах.
