Квантовая физика подтвердила принципы Галилея и Эйнштейна
Москва, 18:12, 05 Июн 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Ученый XVI века Галилео Галилей бросил две сферы разной массы с вершины Пизанской башни, чтобы установить свой научный принцип. Сейчас, почти четыре столетия спустя, команда итальянских физиков применила тот же принцип к квантовым объектам, используя новый научный метод, предложенный физиком Магдаленой Зыч, сообщается в Nature Communications.
Исследовательская группа провела квантовую версию теста Пизанской башни. Эта работа может привести к разработке новых датчиков, применяющихся в исследованиях вулканических извержений и землетрясений, в поисках месторождений полезных ископаемых, навигации по Земле и космосу, и в высокоточных измерениях времени, частоты и ускорения.
Математик и физик Альберт Эйнштейн описал в прошлом веке принцип, ставший известным как «принцип эквивалентности Эйнштейна» для атомов, масса которых находится в квантовом состоянии суперпозиции. Этот принцип сыграл жизненно важную роль в понимании физиками гравитации и пространства-времени.
«Принцип утверждает, что общая инерционная и гравитационная масса любых объектов эквивалентны, что означает, что все тела падают одинаково, когда они подвержены силе тяжести. Наш тест опирался на уникальную квантовую функцию: суперпозицию», — пояснила Магдалена Зыч.
В релятивистской физике общая масса системы зависит от ее внутренней энергии. В квантовой теории система может занять сразу два или несколько разных энергетических состояний. Это называется квантовой суперпозицией, что означает, что квантовая система может одновременно занимать разные массовые энергии.
Шары, которые в своем эксперименте применял Галилей, были заменены атомами рубидия. Башня была заменена схемой, основанной на интерферометрии атома Брэгга.
«Эксперимент подтвердил справедливость принципа эквивалентности Эйнштейна для квантовых суперпозиций с относительной точностью в несколько частей на миллиард», — подытожила профессор Зыч.
