Apró aranygömbök

A tudósok nem rézzel gurítottak, de mindjárt arannyal, amikor megmérték egy 90 milligramm tömegű aranygömböcske gravitációs mezejét. Ez a méretskála már kvantum-gyanús, és a mérés közelebb vihet bennünket a gravitáció és a kvantummechanika viszonyának megismeréséhez.

Több szempontból sem értjük teljesen a gravitációt, nincs elfogadott elméletünk arra, hogy a sötét energia miképp gyorsítja Univerzumunk tágulását, nem értkük hogyan kapcslódik a kvantummechanikához, ami a világ mikroszkopikus viselkedését hivatott megmagyarázni. A hiányzó tudás megszerzésének egyik útja annak megfigyelése, hogy mi történik ezen a méretskálán.

Markus Aspelmeyer a Bécsi Egyetem kutatója speciális vízszintes ingát használt a méréshez, mellyel a nagyjából 1 milliméter sugarú aranygömb gravitációs terét mérték meg.

Karácsonyi kísérlet

A dolog a következőképpen zajlott: az aranygömböt 1,6 milliméterrel előre-hátra ingatták, miközben egy ingához rögzített, ugyanakkora aranygömb közelében volt. Az első gömb gravitációja néhány nanométerrel elmozdította a másodikat, mely eképpen mozgásba hozta az ingát.

Az inga mozgásának pontos rögzítése ezek után lehetővé tette az első arany gömb gravitációs terének kiszámítását, új rekordot állítva fel, a legkisebb tömegű tárgyak között, melyek gravitációs terét megmérték.

A kísérlet rendkívül érzékeny volt a külső zavaró hatásokra, ezért az esetlegesen közreható elektromágneses mezőktől az arany gömbök közé helyezett Faraday-kalicka segítségével védték. További érdekesség, hogy a kísérletet az éjszaka közepén, vákuumban végezték, hogy az egymásról ide-oda pattogó gázmolekulák ne befolyásolják az eredményeket. Ráadásképp, minderre Karácsony körül, az év szeizmikusan legkevésbé aktív időszakában kerítettek sort. 

"Még a bécsi maratoni futóverseny első versenyzőjének tömegét is észleltük, ami a laboratóriumunkon kívül, attól 2 kilométerre végződik, ez egy ennyire érzékeny a kísérlet"

- mondta el Aspelmeyer. A kísérlet továbbfejlesztésekén a tudósok egy még érzékenyebb berendezésen dolgoznak, melyben a gömbök és az inga is lebegnek.

"Kiderült, hogy amikor olyan kísérleteket végzünk, melyek a gravitációt nagyon kis skálán, nagyon kis tömeggel tesztelik, elméletileg vizsgálhatjuk a sötét energiát, és a kvantumfizikát is. Ez a kísérlet ajtónyitó. Valamikor talán képesek leszünk közvetlenül is mérni a kvantumrendszerekben működő gravitációs erőket, hogy megpróbáljuk egyesíteni a gravitációt és a kvantumvilágot” - tette hozzá Aspelmeyer. A kutatásról szóló beszámoló a Nature folyóiratban jelent meg.

(Forrás: Sciencedaily Kép: Unsplash)

Ez is érdekelhet:

Fekete lyukak tánca a Tejúttal összeolvadó Androméda-ködben A két galaxis megállíthatatlanul száguld egymás felé, és a mai számítások szerint nagyjából 10 milliárd év múlva egyesülnek majd teljesen. Nagy tűzijáték lesz, de nem minden látványossága ragyog majd. Lesznek olyanok is, melyek nyomán csak a fény nélküli sötétség növekszik.

Laborban létrehozott, mesterséges fekete lyukak - mi baj történhetne? Stephen Hawking 1974-ben felvetette a fekete lyukakról, hogy talán nem teljesen azok az éjsötét gravitációs óriások, melyeknek addig a csillagászok elképzelték őket, és ennek tetejébe spontán fényt bocsátanak ki. Ma ezt a jelenséget nevezik Hawking-sugárzásnak.

A kvantum hologram működés közben mutathatja meg az emberi test belsejét A legtöbben ismerjük a hologramokat, ha máshonnan nem, a csillagok háborúja híres jelenetéből biztosan, melyben Leia hercegnő egy hologram formájában üzen Obi Wan Kenobinak. A holográfiát Gábor Dénes magyar fizikus találta fel 1947-ben, a jövő pedig a kvantum-holográfiáé.