כבידה קוונטית נחשפה – מדענים מפצחים את הקוד הקוסמי שבלבל את איינשטיין

פיזיקאים מודדים בהצלחה את כוח הכבידה בעולם הקוונטי, ומזהים משיכה חלשה של כבידה על חלקיק זעיר בעזרת טכניקה חדשה המשתמשת במגנטים מרחפים, ומקרבת את המדענים לפתרון תעלומות היקום.

מדענים מתקרבים צעד נוסף לפרום הכוחות המסתוריים של היקום לאחר שמצאו כיצד למדוד את כוח הכבידה ברמה מיקרוסקופית.

מומחים מעולם לא הבינו עד הסוף כיצד פועל הכוח שגילה אייזק ניוטון בעולם הקוונטי הזעיר.

אפילו איינשטיין היה מבולבל מכוח הכבידה הקוונטית, ובתורת היחסות הכללית שלו, אמר שאין ניסוי מציאותי שיכול להראות גרסה קוונטית של כוח הכבידה.

פריצת דרך בכוח הכבידה הקוונטי

עם זאת, פיזיקאים מאוניברסיטת סאות’המפטון, העובדים עם מדענים באירופה, זיהו כעת בהצלחה משיכה חלשה של כבידה על חלקיק זעיר באמצעות טכניקה חדשה.

הם טוענים שזה יכול לסלול את הדרך למציאת תיאוריית הכבידה הקוונטית החמקמקה.

הניסוי, שפורסם ב- התקדמות המדע journal, השתמשו במגנטים מרחפים כדי לזהות כוח משיכה על חלקיקים מיקרוסקופיים – קטנים מספיק כדי לגבול בתחום הקוונטי.

התרשמות אמן מהניסוי הקוונטי. קרדיט: אוניברסיטת סאות’המפטון

מחקר כבידה חלוצי

המחבר הראשי טים פוקס, מאוניברסיטת סאות’המפטון, אמר שהתוצאות יכולות לעזור למומחים למצוא את חלקת הפאזל החסרה בתמונת המציאות שלנו.

הוא הוסיף: “במשך מאה שנה, מדענים ניסו ולא הצליחו להבין כיצד כוח הכבידה ומכניקת הקוונטים פועלות יחד.

“עכשיו מדדנו בהצלחה אותות כבידה במסה הקטנה ביותר שנרשמה אי פעם, זה אומר שאנחנו צעד אחד קרוב יותר לסוף סוף להבין איך זה עובד במקביל.

“מכאן נתחיל להקטין את המקור באמצעות הטכניקה הזו עד שנגיע לעולם הקוונטי משני הצדדים.

“על ידי הבנת הכבידה הקוונטית, נוכל לפתור כמה מהתעלומות של היקום שלנו – כמו איך זה התחיל, מה קורה בתוך חורים שחורים, או איחוד כל הכוחות לתיאוריה אחת גדולה.”

הכללים של התחום הקוונטי עדיין אינם מובנים במלואם על ידי המדע – אך מאמינים שחלקיקים וכוחות בקנה מידה מיקרוסקופי פועלים בצורה שונה מזו של עצמים בגודל רגיל.

אקדמאים מסאות’המפטון ערכו את הניסוי עם מדענים מאוניברסיטת ליידן בהולנד והמכון לפוטוניקה וננוטכנולוגיות באיטליה, במימון ממענק ה-EU Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).

המחקר שלהם השתמש במערך מתוחכם הכולל מכשירים מוליכים-על, הידועים כמלכודות, עם שדות מגנטיים, גלאים רגישים ובידוד רעידות מתקדם.

הוא מדד משיכה חלשה, רק 30aN, על חלקיק זעיר בגודל 0.43 מ”ג על ידי ריחוף שלו בטמפרטורות קפואות מאית המעלה מעל אפס מוחלט – בערך מינוס-273 מעלות צֶלסִיוּס.

הרחבת האופקים של המחקר הקוונטי

התוצאות פותחות את הדלת לניסויים עתידיים בין עצמים וכוחות קטנים עוד יותר, אמר פרופסור לפיזיקה הנדריק אולברייט גם הוא באוניברסיטת סאות’המפטון.

הוא הוסיף: “אנחנו פורצים את גבולות המדע שיכולים להוביל לגילויים חדשים על כוח הכבידה והעולם הקוונטי.

“הטכניקה החדשה שלנו המשתמשת בטמפרטורות קרות במיוחד ובמכשירים כדי לבודד את הרטט של החלקיק כנראה תוכיח את הדרך קדימה למדידת כוח הכבידה הקוונטית.

“פתירת התעלומות הללו תעזור לנו לגלות סודות נוספים על מארג היקום עצמו, מהחלקיקים הזעירים ביותר ועד למבנים הקוסמיים הגדולים ביותר.”