De kwantummechanica en de algemene relativiteitstheorie vormen de basis van het huidige begrip van de natuurkunde, maar de twee theorieën lijken niet samen te werken. Fysieke verschijnselen zijn afhankelijk van de bewegingsrelatie tussen het waargenomene en de waarnemer. Bepaalde regels gelden voor alle soorten waargenomen objecten en degenen die observeren, maar die regels hebben de neiging om op kwantumniveau uiteen te vallen, waar subatomaire deeltjes zich op vreemde manieren gedragen.

Een internationaal team van onderzoekers ontwikkelde een uniform raamwerk dat deze schijnbare breuk tussen klassieke en kwantumfysica zou verklaren, en ze hebben het op de proef gesteld met behulp van een kwantumsatelliet genaamd Micius. Ze publiceerden hun resultaten op 19 september om één versie van hun theorie uit te sluiten Wetenschap .

Micius maakt deel uit van een Chinees onderzoeksproject genaamd Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), waarin onderzoekers met lichtexperimenten de relatie met kwantum- en klassieke fysica kunnen onderzoeken. In dit onderzoek, de onderzoekers gebruikten de satelliet om twee verstrengelde deeltjes te produceren en te meten.

"Dankzij de geavanceerde technologieën die Micius ter beschikking heeft gesteld, voor het eerst in de geschiedenis van de mensheid, we zijn erin geslaagd een betekenisvol optisch kwantumexperiment uit te voeren om de fundamentele fysica tussen kwantumtheorie en zwaartekracht te testen, " zei Jian-Wei Pan, paper auteur en directeur van het CAS centre for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics aan de University of Science and Technology of China

De theorie die Pan en het team testten, was dat de deeltjes met elkaar zouden correleren als ze door afzonderlijke zwaartekrachtgebieden van de aarde gingen. De verschillende zwaartekrachten zouden een kwantuminteractie forceren die zich gedroeg zoals het klassieke relativisme zou doen - het deeltje met minder zwaartekracht zou met minder dwang bewegen dan het deeltje met sterkere zwaartekracht.

Volgens Pan, dit "gebeurtenisformalisme" probeert een coherente beschrijving te geven van kwantumvelden zoals ze bestaan ​​in exotische ruimtetijd, die gesloten tijdachtige curven bevat, en gewone ruimtetijd, die zich gedraagt ​​onder de algemene relativiteitstheorie. Event formalisme gestandaardiseerd gedrag in de kwantum- en klassieke fysica.

"Als we de afwijking hebben waargenomen, het zou betekenen dat het gebeurtenisformalisme correct is, en we moeten ons begrip van de wisselwerking tussen de kwantumtheorie en de zwaartekrachttheorie aanzienlijk herzien, ' zei Pan. 'Echter, in ons experiment, we hebben de sterke versie van gebeurtenisformalisme uitgesloten, maar er zijn andere versies om te testen."

De onderzoekers zagen de deeltjes niet afwijken van de verwachte interacties die voorspeld waren door het kwantumbegrip van zwaartekracht, maar ze zijn van plan een versie van hun theorie te testen die wat meer flexibiliteit mogelijk maakt.

"We hebben de sterke versie van het formalisme van evenementen uitgesloten, maar een aangepast model blijft een open vraag, ' zei Pan.

Om deze versie te testen, Pan en het team zullen een nieuwe satelliet lanceren die 20 tot 60 keer hoger zal draaien dan Micius om een ​​groter zwaartekrachtsveld te testen.