Физика живет в двух разных мирах. Один — привычный: падающие предметы, работа двигателей, тепло от батареи. Здесь правит классика. Другой — мир атомов, фотонов и квантовых скачков. Там свои законы, и они порой кажутся странными.
Ученые давно мечтают найти мост между этими вселенными. И один из главных вопросов: работает ли гравитация одинаково для больших тел и для крошечных квантовых частиц? Эйнштейн в своей теории говорил, что в свободном падении гравитация локально исчезает — это известно по ощущению невесомости в падающем лифте. Но будет ли атом вести себя так же?
Чтобы проверить это, физики из Израиля поставили необычный эксперимент. Они взяли сверххолодные атомы рубидия и с помощью микроволновых импульсов перевели их в состояние квантовой суперпозиции — то есть атомы фактически двигались по двум траекториям одновременно.
На специальном атомном чипе исследователи создали крошечные магнитные поля, которые действовали как противовес силе тяжести. Одна часть атомной волны оставалась неподвижной относительно Земли. А другую, наоборот, подбросили вверх магнитным импульсом, а потом выключили поле — и она начала падать свободно, под действием одной только гравитации.
Когда обе части волны снова соединили, они интерферировали друг с другом, как две волны на воде. И по этой интерференции физики измерили разницу в квантовой фазе. Она в точности совпала с предсказаниями Эйнштейна.
Это не значит, что квантовая и классическая физика наконец объединились. Но это прямое доказательство: даже для квантового объекта, находящегося в свободном падении, принцип эквивалентности работает. Исследование открывает дорогу для будущих опытов с более тяжелыми объектами.
Читайте также:
Ядерный стартап Antares использует технологии Формулы-1 для своих микрореакторов