Het zwakke equivalentieprincipe (WEP) is een belangrijk aspect van de klassieke natuurkunde. Het stelt dat wanneer deeltjes in vrije val zijn, de banen die ze volgen zijn volledig onafhankelijk van hun massa. Echter, het is nog niet duidelijk of deze eigenschap ook geldt binnen het meer complexe vakgebied van de kwantummechanica. In nieuw onderzoek gepubliceerd in EPJ C , James Quach aan de Universiteit van Adelaide, Australië, bewijst theoretisch dat de WEP kan worden geschonden door kwantumdeeltjes in zwaartekrachtsgolven - de rimpelingen in de ruimtetijd die worden veroorzaakt door kolossale gebeurtenissen zoals het samensmelten van zwarte gaten.

Naast het oplossen van een al lang bestaand debat in de kwantumtheorie, De bevindingen van Quach kunnen leiden tot de ontwikkeling van geavanceerde nieuwe materialen, inclusief vloeistoffen met oneindige geleidbaarheid en nulviscositeit. Deze kunnen worden gebruikt als geavanceerde zwaartekrachtgolfdetectoren en kunnen zelfs leiden tot apparaten die zwaartekrachtgolven kunnen spiegelen en hun energie kunnen oogsten. Quach baseerde zijn benadering op een principe genaamd 'Fisher information' - een manier om te meten hoeveel informatie een waarneembare willekeurige variabele bevat over een bepaalde onbekende parameter. Hier, de willekeurige variabele beschrijft de positie van een kwantumdeeltje in een zwaartekrachtveld, terwijl de onbekende parameter de massa is. Als de WEP werd nageleefd, de Fisher-informatie moet in dit geval nul zijn.

Door zijn berekeningen Quach herschreef een vergelijking die de WEP beschrijft voor vrij vallende kwantumdeeltjes, om hun Fisher-informatie op te nemen. Hij toonde aan dat hoewel deze deeltjes de WEP gehoorzamen in statische zwaartekrachtvelden, hun banen kunnen inderdaad informatie geven over hun massa wanneer ze door zwaartekrachtsgolven gaan. Voor de eerste keer, de berekening karakteriseert precies hoe de WEP kan worden geschonden door kwantumdeeltjes, en biedt belangrijke inzichten voor toekomstige studies die door middel van echte experimenten naar de overtreding zoeken.