Все новости

Атомные часы помогут проверить квантовую механику в искривленном пространстве

В рамках этого опыта ученые предложили создать распределенные атомные часы, состоящие из трех разнесенных в пространстве частей

МОСКВА, 14 июля. /ТАСС/. Физики из Европы и США разработали подход, позволяющий использовать квантовые сети, объединяющие несколько атомных часов, для проведения первых в истории проверок того, соблюдаются ли законы квантовой механики в искривленной структуре пространства-времени. Об этом сообщила пресс-служба американского Технологического института Стивенса (SIT).

"Возможные взаимодействия между квантовой теорией и теорией гравитацией являются одной из самых интересных и при этом сложно исследуемых тем в современной физике. Мы предполагаем, что квантовая механика должна работать везде, однако пока мы не можем точно сказать, что это действительно так. Вполне может быть, что гравитация меняет то, как протекают квантовые процессы. Наш подход впервые позволит проверить это предположение", - заявил доцент SIT Игорь Пиковский, чьи слова приводит пресс-служба института.

Как отмечают физики, за последние годы получили массу свидетельств того, что и теория относительности Эйнштейна, описывающая природу гравитации и связанных с ней феноменов, и квантовая механика, описывающая поведение частиц микромира, являются корректными в очень широком наборе условий. Тем не менее, обе эти теории очень сложно совместить друг с другом, что побуждает ученых искать условия, где одна из них будет нарушаться, а также разрабатывать альтернативы для этих концепций.

Как объясняют американские и европейские физики, одновременная экспериментальная проверка квантовой механики и теории относительности сильно осложнена тем, что квантовые процессы обычно проявляют себя на сверхмалых расстояниях, на которых эффекты от искривления пространства, в том числе замедление времени, будут чрезвычайно слабыми. Физики разработали оригинальную постановку эксперимента, которая обходит эту проблему.

В рамках этого опыта ученые предложили создать распределенные атомные часы, состоящие из трех разнесенных в пространстве частей. Каждая из них представляет собой набор из атомов иттербия-171, запутанных друг с другом и находящихся в особом квантовом состоянии, которое является особенно чувствительным к различиям в уровне искривленности пространства рядом с каждой из частей данных атомных часов.

Как показывают расчеты физиков, если искривление пространства-времени будет оказывать существенное влияние на квантово-механические процессы, то тогда эти аномалии будут вносить различия в том, с какой частотой "тикает" каждая из трех частей часов. Эти различия можно будет уловить при помощи лазера, если расположить все части часов на разных высотах относительно уровня моря, составляющих порядка одного километра. Ученые надеются, что уже в ближайшее время они осуществят первые подобные замеры, что позволит впервые проверить обе теории в рамках одного наземного эксперимента.

Теги