Pirmą kartą istorijoje: mokslininkai pradeda tyrimą, jungiantį kvantinę fiziką ir Einšteino gravitacijos teoriją

Mokslininkai pirmą kartą nustatė, kad kvantinių laikrodžių tinklai nėra tik pagrindinė technologija, siekiant pasaulinio kvantinio interneto. Pasirodo, kad jie yra universalesni nei anksčiau manyta ir gali padėti suprasti, kaip kvantinė teorija yra susijusi su Alberto Einšteino gravitacijos prielaidomis.

Pirmasis tokio pobūdžio tyrimas

Stevenso technologijos instituto mokslininkai pranešime skelbia, kad sieks tirti kvantinių tinklų savybes, kurias jie galėtų pasiekti veikiant Einšteino gravitacijos teorijai. Šios dvi teorijos jau seniai yra patikrintos atskirai, tačiau dar niekam nepavyko pademonstruoti jų tarpusavio sąveikos.

Mokslininkai siekia išsiaiškinti, kaip kvantiniai reiškiniai veikia kreivame ervėlaikyje (Einšteino teorija, pagal kurią gravitacija nėra jėga, o ervėlaikio išlinkimas, kurį sukuria objekto masė), t. y., kaip gravitacija keičia laiką atominėse sistemose.

Anot tyrėjų tai yra precedento neturinti galimybė tirti šiuos fizikinius reiškinius, o vienas iš tyrimo autorių, profesorius Igoras Pikovskis teigia, kad šie atrasti metodai padėtų tirti vieną sudėtingiausių šiandieninių fizikinių iššūkių:

„Kvantinės teorijos ir gravitacijos sąveika yra viena sudėtingiausių šiandienos fizikos problemų, tačiau taip pat labai įdomi. Kvantiniai tinklai padės mums pirmą kartą išbandyti šią sąveiką realiuose eksperimentuose.“

Išsiaiškinti padėtų atominiai laikrodžiai

Tam, kad būtų aišku, kaip kvantinė mechanika veikia gravitacijos teorijoje, mokslininkai planuoja pasitelkti tris susietus atominius laikrodžius. Sukurtame hipotetiniame tyrimo protokole, jie visi buvo paskirstyti skirtinguose kilometro aukščiuose. Taip mokslininkai galėtų stebėti, kaip gravitacijos poveikis laikui bėgant trukdo kvantinei mechanikai. Čia remiamasi Einšteinu, anot kurio, stipresniuose gravitaciniuose laukuose laikas slenka šiek tiek lėčiau.

Ateityje atliekamas tyrimas padės nustatyti, ar kvantinės mechanikos principai vis dar veikia, kai įsijungia gravitacijos motyvas, taip pat ištirti Borno taisyklę, kuri svarbi numatant kvantinių rezultatų tikimybes. Tyrėjai patys mano, kad kvantinė teorija turėtų galioti bet kokiomis sąlygomis, tačiau pripažįstama, kad yra argumentuotų įsitikinimų, kad gravitacija galėtų pakeisti kvantinės mechanikos veikimą.

Tyrimas jau dabar galėtų būti praktiškai įgyvendinamas, tačiau mokslininkai tikina, kad dar reikia tobulinti kvantinių laikrodžių stabilumą ir mažinti jų sukeliamą foninį triukšmą.

Kvantiniai laikrodžiai ne pirmą kartą pasitelkiami svarbiuose moksliniuose atradimuose. Mokslininkams pavyko sukurti kvantinių laikrodžių technologiją, kuri atliktuose bandymuose jau pranoko dabartines GPS sistemas.