27 октомври 2020
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Ключов принцип на Айнщайн оцеля след квантов тест

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 02 май 2017 в 09:00 68211
Според Общата​ теория на относителността​на Айнщайн, масивните​ обекти деформират пространство-времето​, предизвиквайки гравитационно привличане. Учените не знаят още как Общата теория на относителността взаимодейства с квантовата механика, но един от стълбовете на Общата теория на относителността, Принципът на еквивалентността, е издържал нов квантов тест.

Принципът на еквивалентността на гравитацията и ускорението е в сила дори за атоми в суперпозиция (наслагване) на енергийните им състояния. Този принцип - една от основните постановки в теорията на Айнщайн за гравитацията - оцеля в квантов тест, съобщава Science News

Резултатите са публикувани онлайн в arXiv.org.

В Общата теория на относителността - гравитацията и ускорението са две страни на една и съща монета. Според принципа на еквивалентността, гравитационната маса на даден обект, която определя силата на притегляне на гравитацията, е еквивалентна на неговата инертната маса, която определя колко се ускорява обектът, когато му се даде тласък. В резултат на това два обекта, пуснати над повърхността на Земята трябва да се ускорят с една и съща скорост (пренебрегваме въздушното съпротивление), дори ако имат различни маси или са изработени от различни материали.

Обща теория на относителността Обща теория на относителността Обща теория на относителността Обща теория на относителността
Инерциална система Ускорена нагоре система Окачена в гравитационно поле система Свободно падаща система

Според принципа на еквивалентността е невъзможно да се определи дали една система е в гравитационно поле или се ускорява с постоянно ускорение.

Един от първите известни тестове на принципа на еквивалентността - преди да се постави в рамките на Общата теория на относителността - е прочутият експеримент на Галилей, в който той пуска тежести от наклонената кула в Пиза. Учените са адаптирани от този тест за малки мащаби, заменяйки тежестите с атоми. В новото изследване физиците​ поставят атомите​ в квантовата суперпозиция, един вид състояние на неопределеност, в които един атом няма​ определена енергия, а заема комбинация от две енергийни нива.

Манипулирайки рубидиеви атоми с лазери, учените​, водени от изследователи от Италия дават възходящ тласък на атомите и наблюдават как гравитацията ги дърпа надолу. За да сравняват ускоряването на нормални атоми с тези в суперпозиция, учените разделят атомите на два облака, като поставят в единия облак атомите в суперпозиция и измерват колко силно си взаимодействат облаците. Тези облаци от атоми се държат като вълни и интерферират подобно на интерференцията на водните​ вълни. Получените вълни зависят от гравитационното ускорение усетено от атомите.

След това учените сравняват резултатите от този тест с друг, при който и двата облака са при нормални условия на енергийно състояние. Гравитацията, заключават изследователите , въздействат на атомите в суперпозиция със същата сила като на другите - най-малко до нивото на чувствителност, което учените са успели да постигнат - 5 към 100 милиона.

Квантовите тестове на принципа на еквивалентност изследват тъмната сфера, където се срещат квантовата механика и Общата теория на относителността. Двете теории не се стиковат добре една с друга. Учените в момента се борят, за да се съгласуват в единна теория на квантовата гравитация, още повече, че някои други кандидат-теории прогнозират, че принципът на еквивалентност не важи на квантово ниво.

Тестът "е нов начин се изправи гравитацията срещу квантовата физика", заяви теоретични​ят физик Робърт Ман (Robert Mann) от Университета на Ватерло в Канада. "Всеки път, когато успеем да го направим, научаваме по нещо за това, как да се съберат гравитацията с квантовата физика", дори ако тестът не намира нарушение,коментира той.

Учените и преди това са тествали принципа на еквивалентност при атомите, сравнявайки гравитационните  ефекти спрямо различни видове атоми. Тъй като тези тестове се занимават с миниатюрни частици, те също изследват неясната територия между квантовата физика и Общата теория на относителността. Но новият тест е първият, който изучава суперпозицията, едно от най-странните свойства в квантовата механика.

"Това е една красива демонстрация на гъвкавостта на тези квантови тестове", коментира физикът Ернст Разел (Ernst Rasel) от Университета Лайбниц в Хановер, Германия.


vmv
Рейтинг : 8410
02.05 2017 в 10:16 1
+ 0
- 11
Има макро-експеримент, че движението с ускарение от гравитация е различимо от движението с ускорение от "ракета". Два тела на Земята -векторите на силите на привличане са насочени към "център", т.е., са "под ъгъл" помежду си. Ако не беше гравитация, а "ракетно" ускорение - векторите, за същите тела, щяха да са паралелни!
Затова експериментът трябва да е в хомогенно гравитационно поле... Такова - няма. Затова - отношението на тежка/инерционна маса е постоянна величина, а не са равни!
И освен "тежка" маса има и "електромагнитна маса" - общата "инерционна маса" е сума от тях.
 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.