В MIT створили платформу для квантового тесту гравітації

02 червня 2025 р. 21:35

02 червня 2025 р. 21:35


MIT провів експеримент, який може стати першим прямим доказом квантової природи гравітації, поєднавши лазерне охолодження та класичні гравітаційні інструменти.

Команда на чолі з Донгчелом Шіном з кафедри машинобудування MIT створила експериментальну платформу, що охолоджує торсійний осцилятор — механічний маятник — до температури 10 міллікельвінів , використовуючи лазери. Таке охолодження відкриває шлях до досліджень, де гравітація може проявити свою квантову сутність . Як зазначає Шін, «ключ до відповіді на це питання лежить у створенні механічних систем, які є достатньо масивними, щоб відчувати гравітацію, але при цьому достатньо тихими — квантовими» .

Історично, торсійні маятники використовувалися для перевірки гравітаційних законів, ще з часів Генрі Кавендіша. Проте MIT уперше застосував до них методи з атомної фізики — зокрема, активне лазерне охолодження, яке традиційно застосовувалося для охолодження атомів до наднизьких температур . Шін наголошує: «Ми намагаємося поєднати класичний і квантовий світи» , — підкреслюючи інноваційність платформи.

Основою точного вимірювання стали дзеркальні оптичні важелі. За словами Шіна, «навіть найменший нахил дзеркала призводить до помітного зміщення променя на детекторі» . Але коливання лазерного променя могли викликати помилкові сигнали. Команда вирішила це, використавши дзеркальний компенсатор , який скасовує небажані рухи, дозволяючи точно фіксувати справжні квантові коливання.

Цей прорив дозволив зменшити шум у тисячу разів та досягти точності, що перевищує власні квантові нульові коливання осцилятора в десять разів. Шін зазначає, що «наступним завданням залишається досягнення фактичного квантового основного стану» . Це стане вирішальним етапом, аби перевірити взаємодію двох осциляторів, які зв’язані лише гравітацією.

Цей досвід вказує на нову роль машинобудування у фундаментальній фізиці. «Неймовірно приємно бачити, як така широка підготовка допомагає вирішувати одне з найфундаментальніших питань науки» , — підсумовує Шін. Його дослідження прокладає шлях до потенційного відкриття — квантової природи гравітації , що може змінити наше розуміння Всесвіту.

MIT провів експеримент, який може стати першим прямим доказом квантової природи гравітації, поєднавши лазерне охолодження та класичні гравітаційні інструменти.

Команда на чолі з Донгчелом Шіном з кафедри машинобудування MIT створила експериментальну платформу, що охолоджує торсійний осцилятор — механічний маятник — до температури 10 міллікельвінів , використовуючи лазери. Таке охолодження відкриває шлях до досліджень, де гравітація може проявити свою квантову сутність . Як зазначає Шін, «ключ до відповіді на це питання лежить у створенні механічних систем, які є достатньо масивними, щоб відчувати гравітацію, але при цьому достатньо тихими — квантовими» .

Історично, торсійні маятники використовувалися для перевірки гравітаційних законів, ще з часів Генрі Кавендіша. Проте MIT уперше застосував до них методи з атомної фізики — зокрема, активне лазерне охолодження, яке традиційно застосовувалося для охолодження атомів до наднизьких температур . Шін наголошує: «Ми намагаємося поєднати класичний і квантовий світи» , — підкреслюючи інноваційність платформи.

Основою точного вимірювання стали дзеркальні оптичні важелі. За словами Шіна, «навіть найменший нахил дзеркала призводить до помітного зміщення променя на детекторі» . Але коливання лазерного променя могли викликати помилкові сигнали. Команда вирішила це, використавши дзеркальний компенсатор , який скасовує небажані рухи, дозволяючи точно фіксувати справжні квантові коливання.

Цей прорив дозволив зменшити шум у тисячу разів та досягти точності, що перевищує власні квантові нульові коливання осцилятора в десять разів. Шін зазначає, що «наступним завданням залишається досягнення фактичного квантового основного стану» . Це стане вирішальним етапом, аби перевірити взаємодію двох осциляторів, які зв’язані лише гравітацією.

Цей досвід вказує на нову роль машинобудування у фундаментальній фізиці. «Неймовірно приємно бачити, як така широка підготовка допомагає вирішувати одне з найфундаментальніших питань науки» , — підсумовує Шін. Його дослідження прокладає шлях до потенційного відкриття — квантової природи гравітації , що може змінити наше розуміння Всесвіту.

В MIT створили платформу для квантового тесту гравітації

Джерело: cikavosti.com (Наука)