ไขปริศนาแรงโน้มถ่วงด้วยควอนตัม นักวิจัยทดลองซ้อนทับเส้นทางอะตอมสำเร็จ

ทีมนักวิจัยนานาชาติสร้างเครื่องมือควอนตัมกาลิเลโออินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ สำเร็จ เพื่อทดสอบการซ้อนทับเส้นทางอะตอมระหว่างการตกแบบอิสระกับภาวะหยุดนิ่ง
ไขปริศนาแรงโน้มถ่วงด้วยควอนตัม นักวิจัยทดลองซ้อนทับเส้นทางอะตอมสำเร็จ
ภาพประกอบ: Markus Winkler บน Pexels

ทีมนักวิจัยนำโดย รอน โฟลแมน นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเบนกูเรียนแห่งเนเกฟ ร่วมกับนักวิจัยจากเยอรมนี สหราชอาณาจักร และสหรัฐอเมริกา รวมถึง โรเจอร์ เพนโรส นักฟิสิกส์รางวัลโนเบล ประสบความสำเร็จในการสร้างอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์รุ่นใหม่ที่สามารถแยกอะตอมรูบิเดียม 20,000 อะตอมในสถานะโบส-ไอน์สไตน์คอนเดนเซตให้อยู่ในสองเส้นทางพร้อมกันได้ โดยเส้นทางหนึ่งปล่อยให้ตกแบบอิสระภายใต้แรงโน้มถ่วง ขณะที่อีกเส้นทางหนึ่งถูกตรึงไว้ให้อยู่กับที่ ก่อนจะนำทั้งสองเส้นทางกลับมาบรรจบกันเพื่อวัดการแทรกสอดของคลื่นอะตอม

การทดลองนี้แก้ไขข้อจำกัดทางเทคนิคที่ดำเนินมากว่าร้อยปีในการศึกษาจุดตัดระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ซึ่งนักฟิสิกส์ระบุว่าทั้งสองทฤษฎียังคงมีความขัดแย้งกันในเชิงทฤษฎี ระบบใหม่นี้ใช้พัลส์ไมโครเวฟและสนามแม่เหล็กขนาดจิ๋วที่แขวนอยู่เหนือไมโครชิป ทำหน้าที่ควบคุมทิศทางและจำลองแรงดึงดูดให้เส้นทางหนึ่งเคลื่อนที่แบบวิถีโค้งคล้ายกระสุนปืน ขณะที่อีกเส้นทางหนึ่งถูกหักล้างน้ำหนักด้วยสนามแม่เหล็กจนลอยนิ่งอยู่กับที่

ผลลัพธ์จากการทดลองยืนยันว่าพฤติกรรมของระบบควอนตัมยังคงสอดคล้องกับหลักความสมมูล โดยเฟสของคลื่นควอนตัมที่วัดได้มีความคลาดเคลื่อนจากค่าทางทฤษฎีเพียง 2.5 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งถือเป็นหมุดหมายสำคัญในการตรวจสอบขอบเขตระหว่างแรงโน้มถ่วงและควอนตัม โดยทีมงานมีแผนต่อยอดการทดลองไปสู่การใช้อนุภาคนาโนเพชรที่มีมวลมากกว่าเดิมเพื่อทดสอบสมมติฐานการยุบตัวของกาลอวกาศในอนาคต

แหล่งที่มาข้อมูล / ข่าวต้นทาง:arstechnica.com
เขียนโดยTong• Editor
ดูบทความทั้งหมด
คัดลอกลิงก์บทความเรียบร้อยแล้ว