Новое исследование показывает, что некоторые предполагаемые признаки квантовой гравитации могут быть иллюзиями, уточняя поиск доказательств того, что сама пространственно-временная ткань действительно ведёт себя квантово-механически.
Две необычайно успешные теории объясняют почти всё, что мы наблюдаем во Вселенной, от крошечных атомов и молекул до планет, звёзд и галактик. Квантовая механика описывает поведение материи на очень малых масштабах, тогда как теория гравитации Эйнштейна объясняет, как движутся звёзды и чёрные дыры и как расширяется Вселенная.
Поиск единой теории
Несмотря на их огромный успех, эти две теории всё ещё плохо стыкуются между собой. Физики десятилетиями ищут теорию «квантовой гравитации», которая могла бы объединить их в единое согласованное описание природы.
Основное ожидание состоит в том, что сама гравитация в конечном итоге должна подчиняться законам квантовой механики. Эта возможность сразу становится трудной для визуализации.
Квантовая суперпозиция и гравитация
Квантовая механика позволяет объекту быть делокализованным в нескольких местах одновременно, эффект, который неоднократно демонстрировался на атомах и даже на небольших кусочках металла. Теория Эйнштейна тем временем рассматривает гравитацию как свойство самого пространства и времени — оно может изгибаться, выпрямляться и поддерживать волны, которые распространяются через него, как подтверждают детекторы гравитационных волн.
Из-за этого многие физики предположили, что пространство-время вокруг квантового объекта также могло бы находиться одновременно в нескольких «состояниях». Но как это на самом деле выглядело бы в эксперименте?
Исследователи из Университета Кюсю, Университета Ватерлоо и Стокгольмского университета, возможно, теперь имеют часть ответа. Их выводы были опубликованы в npj Quantum Information.
Исследователи разработали теоретическую схему, показывающую, что многие ситуации, описываемые как «квантовая суперпозиция гравитации», также могут быть интерпретированы совершенно иным образом. В этих случаях квантовые частицы могут оставаться в суперпозициях, двигаясь.