science >> Wetenschap >  >> Fysica

Een mogelijk experiment om te bewijzen dat zwaartekracht en kwantummechanica verzoend kunnen worden

Credit:G.W. Morley/University of Warwick en APS/Alan Stonebraker

Twee teams van onafhankelijk van elkaar werkende onderzoekers hebben een experiment bedacht om te bewijzen dat zwaartekracht en kwantummechanica met elkaar verzoend kunnen worden. Het eerste team is een combinatie van Chiara Marletto van de Universiteit van Oxford en Vlatko Vedral van de Nationale Universiteit van Singapore. De tweede is een internationale samenwerking. In de kranten, beide gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , de teams beschrijven hun experiment en hoe het uitgevoerd zou kunnen worden.

Zwaartekracht is een harde noot om te kraken, er is gewoon geen twijfel over mogelijk. In vergelijking, de sterke, zwakke en elektromagnetische krachten zijn een wandeling in het park. Wetenschappers kunnen de aard van zwaartekracht nog steeds niet verklaren, hoewel hoe het werkt vrij goed wordt begrepen. De huidige beste theorie over zwaartekracht gaat helemaal terug naar Einsteins algemene relativiteitstheorie, maar er is geen manier geweest om het te verzoenen met de kwantummechanica. Sommige natuurkundigen suggereren dat het een deeltje zou kunnen zijn dat het graviton wordt genoemd. Maar bewijzen dat zo'n deeltje bestaat was frustrerend, omdat het zo zwak zou zijn dat het bijna onmogelijk zou zijn om de kracht ervan te meten. In deze nieuwe poging geen van beide teams suggereert dat hun experiment zwaartekracht en kwantummechanica met elkaar zou kunnen verzoenen. In plaats daarvan, ze beweren dat als zo'n experiment slaagt, het zou bijna bewijzen dat het mogelijk zou moeten zijn om het te doen.

Het experiment omvat in wezen een poging om twee deeltjes te verstrengelen met behulp van hun aantrekkingskracht als een middel om de kwantumzwaartekracht te bevestigen. In praktijk, het zou bestaan ​​uit het laten zweven van twee kleine diamanten op een kleine afstand van elkaar en ze elk in een superpositie van twee draairichtingen te plaatsen. Daarna, een magnetisch veld zou worden toegepast om de spincomponenten te scheiden. Op dit punt, er zou een test worden gedaan om te zien of elk van de componenten door de zwaartekracht wordt aangetrokken. Als zij zijn, de onderzoekers beweren, dat zal bewijzen dat zwaartekracht kwantum is; als ze dat niet zijn, dan zal het niet. Het experiment zou vele malen moeten worden uitgevoerd om een ​​nauwkeurige beoordeling te krijgen. En hoewel een eerste blik erop zou kunnen wijzen dat een dergelijk experiment zeer binnenkort kan worden uitgevoerd, het tegenovergestelde is eigenlijk waar. De onderzoekers suggereren dat het waarschijnlijk een decennium zal duren voordat een dergelijk experiment kan worden uitgevoerd vanwege de noodzaak om de schaal te verbeteren en de gevoeligheid van een dergelijk experiment.

© 2018 Fys.org