Wetenschap
Het Diósi-Penrose (DP) -model van zwaartekrachtgerelateerde golffunctie-instorting. een, Volgens kwantumzwaartekracht, een ruimtelijke kwantumsuperpositie van een systeem (rode bol) genereert een superpositie van verschillende ruimtetijdkrommingen (grijze platen), overeenkomend met de mogelijke verschillende locaties van het systeem. Penrose stelt dat een superpositie van verschillende ruimtetijden onstabiel is en in de tijd vervalt, waardoor de golffunctie van het systeem ook instort. Hij geeft een schatting voor de tijd van instorting zoals gegeven in vergelijking (1), wat sneller is voor een groter systeem, vergelijkbaar met die eerder door Diósi gesuggereerd. B, De hoofdvergelijking van het DP-model (vergelijking (3)) voorspelt niet alleen de ineenstorting van de golffunctie, maar ook een alomtegenwoordige Browniaans-achtige diffusie (weergegeven door de grijze pijl) voor elk bestanddeel van het systeem. Wanneer de bestanddelen geladen zijn (protonen en elektronen), de diffusie gaat gepaard met de emissie van straling (golvende oranje lijnen), met een spectrum dat afhangt van de configuratie van het systeem. Dit wordt gegeven door vergelijking (4) in het bereik ΔE = (10–10 5 ) keV van fotonenergieën. De voorspelde stralingsemissie is zwak maar mogelijk detecteerbaar door een experiment uitgevoerd in een zeer geluidsarme omgeving. We hebben een dergelijk experiment uitgevoerd om de originele parametervrije versie van het DP-model uit te sluiten. Credit: Natuurfysica (2020). DOI:10.1038/s41567-020-1008-4
Een team van onderzoekers uit Duitsland, Italië en Hongarije hebben een theorie getest die suggereert dat zwaartekracht de kracht is achter kwantuminstorting en hebben geen bewijs gevonden om dit te ondersteunen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Natuurfysica , de onderzoekers beschrijven ondergrondse experimenten die ze uitvoerden om de impact van zwaartekracht op golffuncties te testen en wat hun werk hen liet zien. Myungshik Kim, met Imperial College London heeft in hetzelfde nummer een News &Views-stuk gepubliceerd, een overzicht van het werk van het team en de implicaties van hun resultaten.
De kwantumfysica suggereert dat de toestand van een object afhangt van zijn eigenschappen en de manier waarop het wordt gemeten door een waarnemer; het gedachte-experiment met de kat van Schrödinger is misschien wel het bekendste voorbeeld. Maar de theorie wordt niet algemeen aanvaard - natuurkundigen hebben jarenlang gekibbeld over het idee, met sommigen die beweren dat het een beetje te antropocentrisch lijkt om echt te zijn. Achter de theorie zit het concept van golfvorminstorting, waardoor de waarneming van een deeltje, als voorbeeld, doet het instorten. Om het idee te helpen begrijpen, sommige natuurkundigen hebben gesuggereerd dat de kracht achter de ineenstorting van de golfvorm niet een persoon is die naar een deeltje kijkt, maar zwaartekracht. Ze suggereren dat gravitatievelden bestaan buiten de kwantumtheorie en dat ze niet gedwongen worden tot lastige combinaties zoals superposities. Een zwaartekrachtveld dat daartoe gedwongen wordt, stort snel in, het deeltje mee te nemen. In deze nieuwe poging de onderzoekers bedachten een experiment om deze theorie in fysieke zin te testen.
Het experiment bestond uit het bouwen van een kleine kristaldetector gemaakt van germanium en deze te gebruiken om gamma- en röntgenstraling van protonen in de kernen van het germanium te detecteren. Maar voordat u het experiment uitvoert, ze wikkelden de detector in lood en lieten hem in een faciliteit op 1,4 kilometer onder het maaiveld in het Gran Sasso National Laboratory in Italië vallen om te voorkomen dat zoveel mogelijk externe straling de sensor bereikt. Na twee maanden testen, het team registreerde veel minder fotonhits dan de theorie zou suggereren - wat aangeeft dat de deeltjes niet instortten als gevolg van de zwaartekracht, zoals de theorie had gesuggereerd.
© 2020 Wetenschap X Netwerk
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com