Vedci zmerali gravitačnú silu na časticu s váhou polovice zrnka piesku
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 8. 3. 2024
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Slabý gravitačný ťah na časticu, ktorá má len polovicu hmotnosti zrnka piesku, bol po prvýkrát nameraný vo fyzike. Toto najpresnejšie meranie svojho druhu je prelomom smerom ku kvantovému svetu a potenciálnej „Teórii všetkého“.
Zo štyroch základných síl vesmíru – gravitácie, elektromagnetizmu a silných a slabých jadrových síl – je gravitácia tá, ktorú poznáme v každodennom živote najviac. No v skutočnosti je to jediná sila, ktorú v súčasnosti nedokážeme vysvetliť pomocou štandardného modelu časticovej fyziky, nášho najlepšieho systému na opis vesmíru. Nájdením spôsobu, ako to dosiahnuť, by sa dosiahol Svätý grál vedy, takzvaná Teória všetkého.
Ak existuje kvantová teória gravitácie, jej stopy sa budú skrývať na tých najmenších mierkach, v gravitačných interakciách medzi atómami a časticami. Problém je v tom, že tieto drobné interakcie sú vymývané nesmiernym gravitačným vplyvom Zeme. Bolo by to ako pokúšať sa zaznamenať zvuk krokov ploštice pod prúdovým motorom lietadla. Ak chcete merať elektromagnetizmus medzi časticami, môžete nastaviť skrinku, ktorá blokuje všetky vonkajšie rušenia, ale nemôžete to urobiť pomocou gravitácie.
Teraz však vedci zo Southamptonskej univerzity vyvinuli nový typ experimentu, ktorý môže zrušiť ťah Zeme a odhaliť gravitačné interakcie medzi malými objektmi. Trik je v levitácii magnetickej častice v supravodivej pasci, izolovať ju od vonkajšieho elektromagnetizmu, tepla a vibrácií a rozkývať 2,4 kg závažie na kolese, aby ste zistili, či sa častica pohybuje.
A naozaj, tím nameral slabú gravitačnú silu iba 30 attonewtonov (aN), ktorá pôsobí na túto časticu v bodoch, ktoré zodpovedali tomu, keď bola väčšia hmotnosť k nej najbližšie. Váži len 0,43 miligramu, čo z nej robí jednoducho najľahšiu časticu, ktorej bola doteraz nameraná gravitácia. Doterajší rekord bol 90 miligramov, čo je približne hmotnosť lienky. Ďalšia nedávna štúdia merala rozdiel v plynutí času v dôsledku rozdielov v gravitácii na malej vzdialenosti len 1 mm.
Toto nepatrné meranie nás posúva bližšie ku kvantovému svetu. Ak sa gravitácia dá merať na tak malých objektoch, vedci by mohli konečne začať začleňovať túto zvláštnu silu do našich modelov vesmíru a vybudovať správnu Teóriu všetkého.
„Po celé storočie sa vedci pokúšali a nedokázali pochopiť, ako gravitácia a kvantová mechanika spolupracujú,“ povedal Tim Fuchs, hlavný autor štúdie. „Teraz sme úspešne zmerali gravitačné signály pri najmenšej hmotnosti, aká bola kedy zaznamenaná. To znamená, že sme o krok bližšie k tomu, aby sme si konečne uvedomili, ako to funguje v tandeme. Odtiaľ začneme zmenšovať zdroj pomocou tejto techniky, až kým nedosiahneme kvantový svet na oboch stranách. Pochopením kvantovej gravitácie by sme mohli vyriešiť niektoré zo záhad nášho vesmíru . Napríklad ako to začalo, čo sa deje vo vnútri čiernych dier alebo spojiť všetky sily do jednej veľkej teórie.“
Výskum bol nedávno publikovaný v magazíne Science Advances.
