Kvantmekanik och relativitet möts i nytt experiment
Fysiker har lyckats testa ett långvarigt teoretiskt problem mellan kvantmekanik och allmän relativitetsteori med hjälp av en ny atominterferometer.
Forskare vid Ben-Gurion University of the Negev har genomfört ett experiment som undersöker hur kvantmekanik och Einsteins gravitationsteori samverkar under fritt fall. Studien, som involverade Nobelpristagaren Roger Penrose, använde en ny typ av atominterferometer för att mäta förändringar i en enskild atoms vågegenskaper under fritt fall.
Det har länge teoretiserats att det kan finnas motsättningar mellan kvantmekanik och allmän relativitetsteori gällande fritt fall. Att utföra ett sådant experiment har varit tekniskt utmanande på grund av behovet av extremt precisa mätningar. Den interferometern som forskarna utvecklat ger atomen två samtidiga vägar: en i fritt fall och en där den hålls stilla.
Sedan Galileis tid har objektens fall beskrivits med klassisk fysik. Kvantmekaniken postulerar dock att alla partiklar, inklusive atomer, också är vågor. En vågs fas, som mäter dess topp eller botten, kan påverkas av gravitationen under fritt fall. Detta experiment möjliggör mätning av denna fasförändring.
Resultaten kan ge värdefull insikt i kvantgravitationens natur och potentiellt bidra till att förena kvantmekanik och allmän relativitetsteori till en enhetlig teori.