อนุภาคที่มีคุณสมบัติควอนตัมดัดใจยังคงเป็นไปตามกฎความโน้มถ่วงมาตรฐาน อย่างน้อยก็เท่าที่นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้หลักการสมมูล — หนึ่งในหลักการสำคัญของทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ — รอดจากการทดสอบควอนตัมนักวิทยาศาสตร์รายงานออนไลน์ 7 เมษายนที่ arXiv.orgในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ – ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป – แรงโน้มถ่วงและความเร่งเป็นสองด้านของเหรียญเดียวกัน ตามหลักการสมมูล มวลโน้มถ่วงของวัตถุซึ่งกำหนดความแรงของแรงดึงของแรงโน้มถ่วงจะเท่ากับมวลเฉื่อยซึ่งกำหนดว่าวัตถุมีความเร่งเท่าใดเมื่อได้รับการกด ( SN: 10/17/15, p . 16 ). ด้วยเหตุนี้ วัตถุสองชิ้นที่ตกลงบนพื้นผิวโลกควรเร่งความเร็วที่อัตราเดียวกัน (ละเลยแรงต้านของอากาศ) แม้ว่าจะมีมวลต่างกันหรือทำจากวัสดุต่างกันก็ตาม
หนึ่งในรายงานการทดสอบหลักการสมมูลที่รายงานครั้งแรก
— ก่อนที่มันจะเข้าใจในกรอบของสัมพัทธภาพทั่วไป — คือการทดลองนอกสารบบของกาลิเลโอซึ่งกล่าวกันว่าเขาได้ทิ้งน้ำหนักจากหอเอนเมืองปิซา นักวิทยาศาสตร์ได้ปรับการทดสอบนั้นให้เป็นเครื่องชั่งขนาดเล็กลง โดยเปลี่ยนน้ำหนักเป็นอะตอม ในการศึกษาครั้งใหม่ นักฟิสิกส์ได้ก้าวไปอีกขั้น โดยใส่อะตอมเข้าไปทับซ้อนของควอนตัม ซึ่งเป็นลักษณะบริเวณขอบรกที่อะตอมไม่มีพลังงานที่แน่นอนแต่ใช้พลังงานสองระดับร่วมกัน
การควบคุมอะตอมของรูบิเดียมด้วยเลเซอร์ นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดยนักวิจัยจากอิตาลีให้อะตอมพุ่งสูงขึ้น และสังเกตว่าแรงโน้มถ่วงดึงพวกมันลงมาอย่างไร เพื่อเปรียบเทียบความเร่งของอะตอมปกติกับการซ้อน นักวิทยาศาสตร์แยกอะตอมออกเป็นสองก้อน ใส่อะตอมในก้อนเมฆก้อนเดียวให้กลายเป็นการทับซ้อน และวัดว่าเมฆมีปฏิสัมพันธ์อย่างไร เมฆของอะตอมเหล่านี้ทำตัวเหมือนคลื่นรบกวนคล้ายกับคลื่นน้ำที่รวมเข้าด้วยกัน ระลอกคลื่นที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับความเร่งโน้มถ่วงที่อะตอมสัมผัสได้
จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้เปรียบเทียบผลการทดสอบ
นี้กับกรณีที่เมฆทั้งสองมีสถานะพลังงานปกติ นักวิจัยสรุปว่าแรงโน้มถ่วงดึงอะตอมมาซ้อนทับกันในอัตราเดียวกับอะตอมอื่น อย่างน้อยก็ถึงระดับความไวที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจได้ภายใน 5 ส่วนใน 100 ล้าน
การทดสอบควอนตัมของหลักการสมมูลจะสำรวจอาณาจักรมืดที่กลศาสตร์ควอนตัมและสัมพัทธภาพทั่วไปมาบรรจบกัน ทั้งสองทฤษฎีเล่นได้ไม่ดีนัก นักวิทยาศาสตร์กำลังดิ้นรนที่จะรวมทั้งคู่ให้เป็นหนึ่งทฤษฎีของแรงโน้มถ่วงควอนตัม และทฤษฎีผู้สมัครบางทฤษฎีคาดการณ์ว่าหลักการสมมูลจะแตกสลายที่ระดับควอนตัม
การทดสอบ “เป็นวิธีใหม่ในการเผชิญหน้ากับแรงโน้มถ่วงด้วยฟิสิกส์ควอนตัม” Robert Mann นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยวอเตอร์ลูในแคนาดากล่าว “วิธีใดก็ตามที่เราสามารถทำได้จะบอกเราบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับฟิสิกส์ควอนตัม” แม้ว่าการทดสอบจะไม่พบการละเมิดก็ตาม เขากล่าว
Guglielmo Tino ผู้ร่วมวิจัยและนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฟลอเรนซ์ ปฏิเสธที่จะแสดงความคิดเห็นเกี่ยวกับงานนี้เนื่องจากนโยบายของวารสารที่ได้รับการยอมรับ
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ทดสอบหลักการสมมูลในอะตอม เช่น เปรียบเทียบผลกระทบของแรงโน้มถ่วงต่ออะตอมประเภทต่างๆ เป็นต้น เนื่องจากการทดสอบดังกล่าวจัดการกับอนุภาคขนาดเล็ก พวกเขาจึงสำรวจอาณาเขตที่คลุมเครือระหว่างฟิสิกส์ควอนตัมและสัมพัทธภาพทั่วไป แต่การทดสอบใหม่นี้เป็นการทดสอบครั้งแรกในการศึกษาการทับซ้อน ซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่แปลกประหลาดที่สุดของกลศาสตร์ควอนตัม
นักฟิสิกส์ Ernst Rasel จาก Leibniz Universität Hannover ในเยอรมนีกล่าวว่า “เป็นการสาธิตความเก่งกาจของการทดสอบควอนตัมเหล่านี้ได้อย่างสวยงาม
credit : banksthatdonotusechexsystems.net bittybills.com bobasy.net catwalkmodelspain.com chagallkorea.com
