Является ли гравитация квантовым явлением?

Группа физиков-теоретиков предложила «настольное» устройство, которое могло бы определять гравитационные волны. Но их реальная цель – ответить на один из самых огромных вопросцев физики: является ли гравитация квантовым явлением? Главным элементом устройства является квантовая суперпозиция огромных объектов. Статья была размещен в New Journal of Physics.

Заместо сегодняшних километровых сенсоров LIGO и VIRGO физики, работающие в Англии и Нидерландах, предложили настольный сенсор. Это устройство было бы чувствительно к наиболее низким частотам и было бы просто навести их на определенные части неба – напротив, современные сенсоры лицезреют лишь фиксированную часть.

Главный частью устройства является крошечный алмаз размером всего несколько нанометров. В этом алмазе один из атомов углерода заменен атомом азота. Этот атом вводит свободное место в валентной зоне, которое быть может заполнено излишним электроном.

Квантовая теория утверждает, что когда электрон облучается лазерным светом, он может или всасывать, или не всасывать энергию фотона. Поглощение энергии изменит спин электрона, магнитный момент, который быть может ориентирован как ввысь, так и вниз.

«Так же, как кот Шредингера, который сразу мертв и живой, этот спин электрона поглощает и не поглощает энергию фотона, так что его вращение сразу ввысь и вниз» – молвят ученые. Это явление именуется квантовой суперпозицией. Так как электрон является частью алмаза, весь объект массой около 10-17 килограмм, что громадно для квантовых явлений, находится в квантовой суперпозиции.

Применяя магнитное поле, можно поделить два квантовых состояния. Когда эти квантовые состояния опять соединяются воединыжды методом выключения магнитного поля, они делают интерференционную картину.

Природа данной для нас интерференции зависит от расстояния, пройденного 2-мя отдельными квантовыми состояниями. И это можно применять для измерения гравитационных волн. Такие волны представляют собой сжатие места, потому их прохождение влияет на расстояние меж 2-мя разбитыми состояниями и, как следует, на картину интерференции.

В документе показано, что установка вправду могла бы обнаруживать гравитационные волны. Но по сути ученые заинтересованы не в этом.

Смотрите такжеКвантовая физика

Квантовые флуктуации способны передвинуть макрообъект

2.07.2020Физика

Физики провели поиск малогабаритных объектов черной материи

24.02.2020

«Система, в какой мы можем получить квантовую суперпозицию мезоскопического объекта, такового как алмаз, и в течение разумного периода времени, была бы реальным прорывом», – молвят ученые.

«Это позволило бы проводить все виды измерений, и одно из их можно было бы применять, чтоб найти, является ли сама гравитация квантовым явлением». Квантовая гравитация была «недостающим звеном» в физике практически столетие.

Ранее, в статье, размещенной в 2017 году, ученые представили, что сцепление меж 2-мя мезоскопическими объектами можно применять, чтоб узнать, является ли гравитация квантовым явлением. Проще говоря: запутанность – это квантовое явление, потому, когда два объекта, которые ведут взаимодействие лишь средством гравитации, проявляют запутанность, это обосновывает, что гравитация является квантовым явлением.

«На разработку технологии сотворения таковых систем может потребоваться несколько десятилетий», – признают исследователи. Требуется вакуум 10-15 Паскалей, при всем этом рабочая температура обязана быть как можно ниже, близкой к абсолютному нулю (-273 C).

«На данный момент доступна разработка для заслуги высочайшего вакуума либо низкой температуры, но нам нужна разработка, позволяющая достигнуть того и другого сразу». Не считая того, магнитное поле обязано быть неизменным. «Неважно какая флуктуация разрушила бы квантовую суперпозицию».

Заслуга за создание таковой системы будет большой. «Ее можно применять для всех видов измерений в таковых областях, как, к примеру, физика сверхнизких энергий либо квантовые вычисления».

И, естественно же, систему можно применять для определения того, является ли гравитация квантовым явлением.

Источник: ab-news.ru

Рекомендованные статьи