Sciencemag.cz
Doporučujeme
Spojení teorie relativity a kvantové fyziky vzejde, jak se mnohdy předpokládá, z pochopení kvantové povahy gravitace. Má ale gravitace vůbec kvantový charakter? A jak to zjistit?
Anupam Mazumdar z University of Groningen již dříve spolu se svými britskými kolegy navrhl k testu uspořádání, kdy spolu interagují dva velké provázané kvantové systémy ve volném pádu. Uspořádání je nicméně krajně citlivé k šumu pozadí a i z jiných důvodů je realizace experimentu obtížná. Nová studie navrhuje, jak by se pokus mohl dát trochu zjednodušit.
Viz také:
Interakce diamantů má umožnit určení kvantové povahy gravitace
Navržený systém s miniaturními diamanty je dostatečně malý, aby se v něm dala realizovat provázanost (superpozice), současně však dost velký, aby se u něj již dal zaznamenat vliv gravitace (dva zapletené elektrony jsou kvůli nestejné intenzitě jednotlivých základních fyzikálních sil pro gravitaci v podstatě neviditelné). Necháme-li dva takové diamanty vedle sebe padat volným pádem, budeme se moci soustředit pouze na gravitaci mezi nimi. Otázka zní, zda dojde ke vzniku „větší“ superpozice zahrnující oba diamanty – tak, aby jediným způsobem jejich interakce přitom byla vzájemná gravitace. To, zda vznikla superpozice, bychom měli dokázat nějak zjistit.
Jenže tady se vše komplikuje. Když experiment provedeme ve vakuu, kromě gravitace se oba diamanty budou přitahovat také prostřednictvím Casimirova jevu („mezi“ objekty se vejde méně vln). Casimirův jev lze cca odrušit tím, že diamanty budou dost velké (pak bude proti gravitaci zanedbatelný), jenže zase narážíme na problém s tím, že čím větší objekt, s tím větší pravděpodobností (tím rychleji) dojde ke kolapsu vlnové funkce a systém přejde do „klasického“ stavu.
Mazumdarův student Thomas van de Kamp nyní navrhl experiment modifikovat tak, že se mezi oba diamanty umístí vodivá měděná deska. Casimirův jev bude nyní přitahovat diamanty nikoliv k sobě navzájem, ale k desce. Ze systému se tím odstraní spousta šumu. (Poznámka PH: Ale pro gravitaci to neplatí? Nezvýší další prvek v systému rychlost dekoherence? A tak dále, pro laika to není zrovna srozumitelné.) V důsledku toho budou moci být diamanty až o dva řády menší a sníží se také požadavky na to, jak vysoké musí být okolní vakuum.
Thomas W. van de Kamp et al, Quantum gravity witness via entanglement of masses: Casimir screening, Physical Review A (2020). DOI: 10.1103/PhysRevA.102.062807
Zdroj: University of Groningen / Phys.org
