Pixabay License. Volné pro komerční užití

Fyzikové postoupili ve snaze najít kvantovou povahu gravitace

Dosud nevíme, zda povaha gravitace je klasická („čistě geometrická“), jak předpokládá Einsteinova obecná relativita, nebo zda se řídí zákony kvantové mechaniky. Propojení gravitace a kvantové mechaniky se už po desetiletí pokládá za jednu z největších výzev moderní fyziky.
Až dosud se všechny experimentální návrhy na zodpovězení této otázky opíraly o vytvoření kvantové provázanosti mezi těžkými makroskopickými hmotami. Čím je však hmotnost objektu větší, tím více má tendenci ztrácet své kvantové vlastnosti a stávat se „klasickým“.
Obecně lze říci, že pokroku v této oblasti brání skutečnost, že zatím nedokážeme provádět experimenty v režimech, kde se uplatňují jak kvantové, tak gravitační efekty. Na zásadnější úrovni, jak kdysi řekl nositel Nobelovy ceny Roger Penrose, ani nevíme, zda kombinovaná teorie gravitace a kvantové mechaniky bude vyžadovat „kvantování gravitace“ nebo „gravitování kvantové mechaniky“ (poznámka: tj. jaký přístup, jaká část fyziky je „fundamentálnější“, dalo by se říct). Vždy se zdálo, že pro zodpovězení těchto otázek bude hrát hlavní roli jev kvantové provázanosti. Ludovico Lami z Amsterodamské univerzity v této souvislosti uvádí: „Ústřední otázkou, kterou původně položil Richard Feynman v roce 1957, je pochopit, zda gravitační pole hmotného objektu může vstoupit do tzv. kvantové superpozice, kdy by se nacházelo v několika stavech současně. Existence takového propletení by falzifikovala hypotézu, že gravitační pole je čistě lokální a klasické.“
Hlavním problémem zde ale je, že vzdálené, ale provázané hmotné objekty je velmi obtížné vytvořit. Nejtěžší objekt, u kterého byla kvantová delokalizace dosud pozorována, je velká molekula. A ta je mnohem lehčí než nejmenší částice („hmota“), u niž se podařilo detekovat gravitační pole – hmotnost necelých 100 mg znamená oproti velké molekule rozdíl více než 9 řádů. Podobný experiment, kde se oba světy „protnou“, sotva dokážeme provést dříve než za několik desetiletí (pokud vůbec).
Vědci z Amsterdamu a Ulmu (kde se mimochodem narodil Albert Einstein) navrhli proto experiment, který tyto problémy obchází. Eventuální kvantová povaha gravitace by se mohla projevit i bez entanglementu. „Navrhujeme a zkoumáme třídu experimentů zahrnujících soustavu harmonických oscilátorů – například torzní kyvadla, v podstatě podobná těm, která Cavendish použil ve svém slavném experimentu z roku 1797 k měření síly gravitace. Stanovíme matematicky přísné hranice určitých experimentálních signálů pro kvantovost, které by lokální klasická gravitace neměla být schopna překonat,“ uvádí L. Lami. „Pečlivě jsme analyzovali experimentální požadavky potřebné k realizaci našeho návrhu v reálném experimentu a zjistili jsme, že i když je stále zapotřebí určitého stupně technologického pokroku, takové experimenty by mohly být skutečně brzy na dosah.“

Ludovico Lami et al, Testing the Quantumness of Gravity without Entanglement, Physical Review X (2024). DOI: 10.1103/PhysRevX.14.021022
Zdroj: University of Amsterdam / Phys.org

Vlny na Titanu mohou být dostatečně silné, aby erodovaly pobřeží

Titan, největší Saturnův měsíc, je jediným dalším planetárním tělesem ve Sluneční soustavě, na němž se …

2 comments

  1. Karel Adamčík

    Jenom drobnost – není správně fyzici?

  2. fyzici i fyzikove, oboje je spravne

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close