ТАСС, 26 июня. Американские физики разработали новый тип атомных интерферометров, которые обладают достаточной чувствительностью для того, чтобы изучать проявления силы притяжения на квантовом уровне, а также отслеживать возможное действие темной энергии на видимую материю. Об этом сообщила пресс-служба Университета Калифорнии в Беркли.
"Большинство теоретиков предполагает, что сила притяжения носит квантовую природу. Пока никто не смог подтвердить это экспериментально. Если нам удастся повысить время работы атомных интерферометров в 20-30 раз, то тогда наши шансы на открытие свидетельств квантовой природы гравитации вырастут в 400-800 тыс. раз", - заявил профессор Университета Калифорнии в Беркли Хольгер Мюллер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Для решения этой задачи ученые разработали новый тип атомных интерферометров - специализированных измерительных устройств, которые используют квантовые свойства индивидуальных атомов для сверхточных замеров того, как меняется положение в пространстве этих частиц под воздействием различных сил, в том числе гравитации.
Новые замеры силы притяжения
Как правило, атомные интерферометры представляют собой оптические ловушки, которые удерживают в себе и изолируют от окружающей среды одиночные атомы цезия, натрия или других щелочных металлов. При проведении замеров ученые манипулируют квантовыми свойствами этих атомов таким образом, что они начинают вести себя не как частицы, а волновые объекты, способные одновременно занимать две разных точки в пространстве.
Эти точки находятся на разном расстоянии от других экспериментальных объектов, с которыми взаимодействует удерживаемый атом, что позволяет очень точно замерять силу гравитации и определять другие фундаментальные константы, наблюдая за движением квантовой частицы после ее высвобождения из ловушки. В прошлом ученые могли проводить такие замеры лишь на протяжении считанных мгновений, что не позволяло использовать атомные интерферометры для поиска темной энергии и квантовых проявлений силы притяжения.
Ученые усовершенствовали работу оптической ловушки таким образом, что спрятанный внутри нее атом не покидает пределы прибора несколько секунд, что значительно больше нескольких десятков миллисекунд, на протяжении которых ученые ранее могли вести наблюдения за взаимодействиями атомов цезия с силой притяжения. При этом физики смогли разделить положение квантовых "половин" атома на несколько микрон, что позволило им впервые максимально точно проследить за возможными взаимодействиями этих частиц с так называемыми хамелеонами, одной из форм темной энергии.
Проведенные учеными замеры, как отмечают физики, практически полностью исключили возможность того, что "хамелеоны" существуют в том виде, в котором их наличие допускается известными квантовыми и макроскопическими свойствами Вселенной. Последующие опыты с атомным интерферометром, как надеются ученые, помогут ученым впервые изучить проявления гравитации на квантовом уровне, а также максимально точно измерить гравитационную постоянную Ньютона.
