Eksperimenti kuantik sjell prova të reja për parimin e ekuivalencës së Ajnshtajnit

Një eksperiment i ri kuantik ka sjellë të dhëna interesante mbi një prej parimeve themelore të teorisë së relativitetit të përgjithshëm të Albert Ajnshtajnit, duke ofruar një tjetër pikënisje për të kuptuar marrëdhënien mes mekanikës kuantike dhe gravitetit.

Mekanika kuantike përshkruan sjelljen e grimcave si kuarket, fotonet dhe grimcat e tjera në botën mikroskopike, ndërsa relativiteti i përgjithshëm e përshkruan gravitetin si një shtrembërim të hapësirë-kohës. Të dyja teoritë janë ndër shtyllat e fizikës moderne, por ende nuk ekziston një kuadër i unifikuar që t’i përfshijë plotësisht.

Në një studim të botuar në Science Advances, studiuesit nuk pretendojnë se kanë bashkuar mekanikën kuantike me relativitetin e përgjithshëm dhe as se kanë dëshmuar që graviteti është një fenomen kuantik. Megjithatë, ata kanë treguar se një efekt i parashikuar nga parimi i ekuivalencës së Ajnshtajnit shfaqet edhe në një sistem kuantik, të paktën në kushtet e testuara.

Parimi i ekuivalencës lidhet me idenë se graviteti mund të mos dallohet lokalisht nga përshpejtimi. Një mënyrë klasike për ta ilustruar këtë është “ashensori i Ajnshtajnit”. Një person në një ashensor pa dritare nuk do të mund të përcaktonte vetëm nga përvoja lokale nëse ndodhet në Tokë dhe po ndien gravitetin, apo në hapësirë dhe po përjeton një forcë që e shtyn dyshemenë e ashensorit drejt tij për shkak të përshpejtimit.

Deri tani, ky parim ishte testuar kryesisht me objekte klasike, ndërsa studiuesit synuan të shihnin nëse ai do të qëndronte edhe kur sistemi sillej sipas rregullave të mekanikës kuantike.

Për eksperimentin, ekipi i udhëhequr nga Ron Folman, nga Universiteti Ben-Gurion i Negevit, përdori re atomesh rubidiumi të ftohura në temperatura jashtëzakonisht të ulëta. Atomet u vendosën pranë sipërfaqes së një çipi atomik, i cili mundëson kontrollin e tyre përmes fushave magnetike.

Studiuesit i vendosën atomet në një gjendje superpozicioni kuantik, duke bërë që sistemi të sillet sikur të ishte në dy konfigurime të ndryshme njëkohësisht. Njëra pjesë e sistemit u mbajt në një pozicion të qëndrueshëm përmes një force që kompensonte gravitetin, ndërsa pjesa tjetër u shty lart dhe më pas u lejua të binte nën veprimin e gravitetit.

Pas kësaj, dy pjesët u bashkuan përsëri përmes një impulsi magnetik. Ndërhyrja e krijuar gjatë këtij procesi u mundësoi studiuesve të matin ndryshime jashtëzakonisht të vogla në fazën kuantike. Rezultatet e marra përputheshin me parashikimet që rrjedhin nga parimi i ekuivalencës së Ajnshtajnit.

“Ky është një punim i veçantë, sepse bashkon një eksperiment kompleks me një interpretim teorik me pasoja të gjera”, tha Folman, duke e lidhur studimin me pyetjen themelore se si mund të bashkohen graviteti dhe fizika kuantike në një përshkrim të vetëm të universit.

Edhe bashkautori i studimit, Vlatko Vedral, profesor në Departamentin e Fizikës në Universitetin e Oksfordit, theksoi rëndësinë e testimit të mekanikës kuantike në kufijtë ku ajo takohet me gravitetin. Sipas tij, eksperimenti tregon se parashikimet e mekanikës kuantike vazhdojnë të qëndrojnë edhe në një nga kufijtë më intrigues të fizikës.

Megjithatë, studiuesit janë të kujdesshëm në interpretimin e rezultateve. Eksperimenti nuk e zgjidh problemin e vjetër të pajtimit të mekanikës kuantike me relativitetin e përgjithshëm dhe nuk provon se graviteti është kuantik. Ai tregon se parimi i ekuivalencës qëndron në skenarin specifik të testuar dhe ofron të dhëna të reja për mënyrën se si mund të lidhen dy teoritë themelore të fizikës.

Rezultati mund të shërbejë si një hap i rëndësishëm në kërkimin e pikës ku ligjet e botës kuantike takohen me gravitetin, një prej enigmave më të mëdha që vazhdon të sfidojë fizikantët./KultPlus.com

Read Previous

Rekordet dhe historitë që fshihen pas Çmimit Nobel

Read Next

Zbulohet një planet 23 herë më masiv se Toka që sfidon teoritë për formimin e planetëve