Новое достижение в изучении гравитации: физики измерили гравитацию наименьшей массы
Вопреки тому, что гравитация удерживает нас на земле и искривляет свет, проходящий через космос, она на самом деле является довольно слабой силой. Чем меньше масса объекта, тем меньше на него влияет гравитация, и на квантовом уровне эта сила кажется вовсе незаметной.
Однако физикам из Англии и Европы удалось измерить, пусть и незначительное, но заметное гравитационное воздействие на крошечную массу, ставшую самой маленькой из когда-либо замеченных под влиянием гравитации. Это исследование, опубликованное в журнале Science Advances, открывает новую страницу в понимании древней силы, озадачивающей ученых на протяжении веков.
Нам удалось измерить гравитационные сигналы от самой малой из когда-либо записанных масс. Это значит, что мы приблизились к пониманию ее взаимодействия с квантовым миром. Теперь мы начнем уменьшать исследуемую массу, используя эту технику, до тех пор, пока не достигнем квантового мира с обеих сторон.
Два мира физики, квантовая механика и ньютоновская гравитация, пока что не связаны. Квантовый мир — это место, где теории классической физики теряют свою силу. Законы, управляющие нашей вселенной, не применимы к мельчайшим массам. Однако понимание того, как гравитационная сила проявляется на квантовом уровне, может пролить свет на некоторые из самых запутанных вопросов физики.
Понимая квантовую гравитацию, мы могли бы разгадать некоторые тайны нашей вселенной, например, как она началась, что происходит внутри черных дыр или объединить все силы в одну большую теорию.
Для измерения команда поместила массу в 0.43 миллиграмма, состоящую из трех магнитов и стеклянной бусины, в криостат. Чтобы измерить ее гравитационную силу, команда использовала магнитную ловушку из тантала, охлажденную в криостате до чуть выше абсолютного нуля, что сделало ее сверхпроводящей. (Для обнаружения такой слабой гравитационной силы исследователям необходимо было максимально уменьшить движение испытуемого объекта).
Охладив магнитную ловушку до 4,48 кельвина (примерно -274° по Цельсию), они использовали SQUID (сверхпроводящее квантовое устройство интерференции), квантовый датчик, разработанный в 1960-х годах компанией Ford Motor, для измерения гравитационного взаимодействия между испытуемой массой и источниками массой в 1 килограмм, расположенными примерно в метре друг от друга. Команда измерила силу тяги в 30 аттоньютон на испытуемую массу.
Наш новый метод, использующий крайне низкие температуры и устройства для изоляции вибрации частицы, вероятно, станет решающим в измерении квантовой гравитации. Раскрытие этих тайн поможет нам раскрыть больше секретов о самой ткани вселенной, от самых мелких частиц до самых величественных космических структур.
Новая информация о гравитации на ее крайних пределах имеет значение для понимания того, что происходит в центре черной дыры, внутренней работы плотных объектов, таких как нейтронные звезды, и природы так называемой темной материи, невидимой субстанции, эффекты которой наблюдаются только гравитационно. Множество новых открытий в такой экзотической физике можно сделать, глядя вверх, на взаимодействия крупнейших объектов вселенной. Но еще больше можно узнать, глядя вниз, на те же явления, происходящие в земных лабораториях.
Квантовый мир странен, и мы далеки от понимания природы гравитации за пределами классической физики. Но недавний эксперимент, похоже, провел новую черту в песке.
Больше информации в моем телеграм-канале, где вы публикуются актуальные новости из мира технологий.
Другие интересные статьи:
А телепортацию когда уже откроют?
Или летающие машины((
Ничего пока не понятно, но очень интересно, надеюсь все получится.