Μια από τις βασικές αρχές στις θεωρίες γενικής και ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι ότι η βαρύτητα δεν είναι δύναμη αλλά μια συνέπεια της κίνησης σε έναν χωροχρόνο που έχει καμπυλωθεί από την παρουσία μαζών. Μια ομάδα ερευνητών υποστηρίζει ότι ανέπτυξε μια μέθοδο για να εντοπιστεί ένα υποθετικό σωματίδιο το οποίο αν τελικά υπάρχει και βρεθεί θα αποδειχθεί ότι η βαρύτητα είναι τελικά μια ακόμη δύναμη διαψεύδοντας τον Αΐνστάιν και ανοίγοντας έναν εντελώς νέο κόσμο για τη Φυσική.
Σημαντική προειδοποίηση χρηστών Chrome, Safari, Edge, Firefox – μακριά από αυτά τα sites
Η ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή φυσικής Igor Pikovski, μόλις περιέγραψε τον τρόπο ανίχνευσης μεμονωμένων βαρυτονίων, που θεωρούνται τα κβαντικά δομικά στοιχεία της βαρύτητας. «Πρόκειται για ένα θεμελιώδες πείραμα που θεωρούνταν επί μακρόν αδύνατο, αλλά πιστεύουμε ότι βρήκαμε έναν τρόπο να το κάνουμε» λέει ο Pikovski, ο οποίος συνεργάζεται επίσης με το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης.
Ο Pikovski ηγήθηκε μιας ομάδας πρωτοετών μεταπτυχιακών φοιτητών Germain Tobar, Thomas Beitel και του μεταδιδακτορικού ερευνητή Sreenath Manikandan. Τα αποτελέσματά τους σχετικά με την ανίχνευση μεμονωμένων βαρυτονίων με κβαντική ανίχνευση δημοσιεύθηκαν στο Nature Communications αυτή την εβδομάδα.
Τα σωματίδια που δημιουργούν τον κοσμικό ιστό
Η βαρύτητα απλά λειτουργεί. Τα πράγματα πέφτουν, οι πλανήτες περιφέρονται ο ένας γύρω από τον άλλο. Πάνω από εκατό χρόνια πριν, ο Αϊνστάιν έφερε επανάσταση στην κατανόηση της βαρύτητας, εξηγώντας την ως αλλαγές στο χώρο και το χρόνο. Πολλά αποτελέσματα της βαρύτητας που προηγουμένως ήταν αδιανόητα έχουν πλέον επιβεβαιωθεί: διαστολή του χρόνου, βαρυτικά κύματα ή μαύρες τρύπες.
Αλλά και κάτι άλλο είναι ιδιαίτερο για τη βαρύτητα: έχουμε δει μέχρι στιγμής μόνο την «κλασική» εκδοχή της, ενώ όλες οι άλλες δυνάμεις εξηγούνται από την κβαντική θεωρία. Ένα από τα ιερά δισκοπότηρα της φυσικής είναι εδώ και καιρό η σύνδεση της βαρύτητας με την κβαντομηχανική, αλλά το πρόβλημα αυτό παραμένει άλυτο. Σε οποιαδήποτε κβαντική θεωρία της βαρύτητας, θα περιμέναμε να εμφανιστούν ορισμένα μεμονωμένα αδιαίρετα σωματίδια.
Οι φυσικοί έχουν ονομάσει αυτά τα ασύλληπτα σωματίδια βαρυτόνια – σκεφτείτε τα ως δομικά στοιχεία της βαρύτητας, όπως ακριβώς τα άτομα είναι τα δομικά στοιχεία της ύλης. Θεωρητικά, τα βαρυτικά κύματα που περνούν συχνά μέσα από τη Γη από κολοσσιαία κοσμικά γεγονότα, όπως οι συγκρούσεις μαύρων τρυπών, αποτελούνται από τεράστιο αριθμό αυτών των βαρυτονίων. Εντυπωσιακοί μεγάλοι ανιχνευτές όπως ο LIGO μπορούν τώρα να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη τέτοιων βαρυτικών κυμάτων. Ωστόσο, ένα βαρυτόνιο δεν έχει ανιχνευθεί ποτέ στην ιστορία ακόμη και η ιδέα του εντοπισμού ενός θεωρούνταν επί μακρόν αδύνατη.
Ωστόσο κάτι τέτοιο αλλάζει. Η ερευνητική ομάδα επινόησε μια μέθοδο χρησιμοποιώντας έναν ακουστικό συντονιστή, έναν βαρύ κύλινδρο σε συνδυασμό με προηγμένους κβαντικούς αισθητήρες. Αυτή η τεχνολογία θα επέτρεπε την παρατήρηση της απορρόφησης και της εκπομπής του βαρυτονίου μέσω «κβαντικών αλμάτων» όπως τα χαρακτηρίζουν οι ερευνητές. Για να ανιχνευθούν αυτά τα κβαντικά άλματα, το υλικό του συντονιστή πρέπει να ψύχεται ενώ παρακολουθούνται οι αλλαγές ενέργειας με κάθε πέρασμα ενός βαρυτικού κύματος. Αυτή η τεχνική είναι εμπνευσμένη από το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο που ανακάλυψε ο Αϊνστάιν.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
