Физики впервые создали «гравитонную ловушку», открывая путь к экспериментальной проверке теории гравитации.

Ученые из Технологического института Стивенса и Йельского университета реализовали экспериментальную программу, направленную на поиск гравитонов — гипотетических квантов гравитации. Задача проекта заключается в том, чтобы разрешить многолетний конфликт между общей теорией относительности Эйнштейна, которая рассматривает гравитацию как искривление пространства-времени, и квантовой механикой, объясняющей дискретную структуру субатомных частиц.

Ранее считалось, что экспериментальное обнаружение гравитонов невозможно. Однако, в 2024 году появились заявления о том, что успехи в современной квантовой технологии могут сделать это возможным. Реализация обнаружения гравитонов требует объединения гравитационно-волновой астрономии и квантовой инженерии.

В рамках эксперимента, руководимом Джеком Харрисом из Йельского университета, используется резонатор, размеры которого составляют несколько сантиметров, и он заполнен сверхтекучим гелием. Гелий охлаждается до квантового состояния, что приводит к его полному застывании. Согласно теории, когда гравитационная волна достигнет лаборатории, она передаст цилиндру незначительное количество энергии – отдельный гравитон. Резонатор конвертирует эту гравитационную энергию в фонон. С помощью высокоточных лазеров команда сможет зафиксировать эту вибрацию, определяя количество гравитонов, проходящих через помещение.

Источник изображения: img.freepik.com

Несмотря на то, что гравитоны слабо взаимодействуют с веществом, увеличение размеров квантовых детекторов позволяет создать достаточную площадь для улавливания и идентификации этих трудно обнаруживаемых частиц.

Не пропустите: Радиационный шторм века вызван распадом группы солнечных пятен

Этот проект является важным шагом, знаменующим отход от теоретических прогнозов к созданию физически реализуемой «гравитационной ловушки», которая позволит впервые наблюдать гравитон. «Необходимые инструменты у нас уже имеются. Мы способны фиксировать отдельные кванты в больших квантовых системах. Осталось решить задачу масштабирования», — отмечает Харрис.

Благодаря успешному масштабированию этой технологии и сохранению высокой чувствительности, команда приблизилась к созданию перспективных, более крупных детекторов, которые позволят осуществить непосредственное наблюдение гравитонов.

При температурах, опускающихся ниже 2,17 К (-270,98 °C), гелий приобретает сверхтекучее состояние, которое отлича́ется полным отсутствием вязкости. Благодаря этому он способен течь без какого-либо трения, подниматься вдоль стенок контейнеров и проявлять другие нетипичные характеристики

DigitalArtSpace

Физики впервые создали «гравитонную ловушку», открывая путь к экспериментальной проверке теории гравитации.

Свежие записи

Пишем о железе, софте и всём, что между ними.