Является ли гравитация квантовым явлением?

Группа физиков-теоретиков предложила «настольное» устройство, которое могло бы измерять гравитационные волны

Группа физиков-теоретиков предложила «настольное» устройство, которое могло бы измерять гравитационные волны. Однако их настоящая цель – ответить на один из самых больших вопросов физики: является ли гравитация квантовым явлением? Ключевым элементом устройства является квантовая суперпозиция больших объектов. Статья была опубликован в New Journal of Physics.

Вместо нынешних километровых детекторов LIGO и VIRGO физики, работающие в Великобритании и Нидерландах, предложили настольный детектор. Это устройство было бы чувствительно к более низким частотам и было бы легко направить их на определенные части неба – напротив, современные детекторы видят только фиксированную часть.

Ключевой частью устройства является крохотный алмаз размером всего несколько нанометров. В этом алмазе один из атомов углерода заменен атомом азота. Этот атом вводит свободное пространство в валентной зоне, которое может быть заполнено лишним электроном.

Квантовая теория утверждает, что когда электрон облучается лазерным светом, он может либо поглощать, либо не поглощать энергию фотона. Поглощение энергии изменит спин электрона, магнитный момент, который может быть направлен как вверх, так и вниз.

«Так же, как кот Шредингера, который одновременно мертв и жив, этот спин электрона поглощает и не поглощает энергию фотона, так что его вращение одновременно вверх и вниз» – говорят ученые. Это явление называется квантовой суперпозицией. Поскольку электрон является частью алмаза, весь объект массой около 10-17 килограмм, что огромно для квантовых явлений, находится в квантовой суперпозиции.

Применяя магнитное поле, можно разделить два квантовых состояния. Когда эти квантовые состояния снова объединяются путем выключения магнитного поля, они создают интерференционную картину.

Природа этой интерференции зависит от расстояния, пройденного двумя отдельными квантовыми состояниями. И это можно использовать для измерения гравитационных волн. Такие волны представляют собой сжатие пространства, поэтому их прохождение влияет на расстояние между двумя разделенными состояниями и, следовательно, на картину интерференции.

В документе показано, что установка действительно могла бы обнаруживать гравитационные волны. Но на самом деле ученые заинтересованы не в этом.

«Система, в которой мы можем получить квантовую суперпозицию мезоскопического объекта, такого как алмаз, и в течение разумного периода времени, была бы настоящим прорывом», – говорят ученые.

«Это позволило бы проводить все виды измерений, и одно из них можно было бы использовать, чтобы определить, является ли сама гравитация квантовым явлением». Квантовая гравитация была «недостающим звеном» в физике почти столетие.

Ранее, в статье, опубликованной в 2017 году, ученые предположили, что сцепление между двумя мезоскопическими объектами можно использовать, чтобы выяснить, является ли гравитация квантовым явлением. Проще говоря: запутанность – это квантовое явление, поэтому, когда два объекта, которые взаимодействуют только посредством гравитации, проявляют запутанность, это доказывает, что гравитация является квантовым явлением.

«На разработку технологии создания таких систем может потребоваться несколько десятилетий», – признают исследователи. Требуется вакуум 10-15 Паскалей, при этом рабочая температура должна быть как можно ниже, близкой к абсолютному нулю (-273 C).

«Сейчас доступна технология для достижения высокого вакуума или низкой температуры, но нам нужна технология, позволяющая достичь того и другого одновременно». Кроме того, магнитное поле должно быть постоянным. «Любая флуктуация разрушила бы квантовую суперпозицию».

Награда за создание такой системы будет огромной. «Ее можно использовать для всех видов измерений в таких областях, как, например, физика сверхнизких энергий или квантовые вычисления».

И, конечно же, систему можно использовать для определения того, является ли гравитация квантовым явлением.

Ryan J Marshman et al, Mesoscopic interference for metric and curvature & gravitational wave detection, New Journal of Physics (2020). DOI: 10.1088/1367-2630/ab9f6c
Источник

прочёл - нифейхоа не понял.
прочёл второй раз - ещё больше не понял.

Ну вот , приятные новости . А то тупик Эйнштейна прям бесит .
Наконец-то взяли верный курс . Ещё чуть-чуть и парсеки перестанут быть преградой .

Karson писал(а):

а можно рассказать, каково прикладное значение прорыва, возможно в обозримом будущем имеющего место быть?

Если очень кратко и без вумных терминов:

Удалённые области Вселенной в принципе могут быть соединены

Обоснование ищите в Теория струн

А гравитация - это свойство объекта или пространства?
С этим уже определились?

Karson писал(а):

а можно рассказать, каково прикладное значение прорыва, возможно в обозримом будущем имеющего место быть?

Все желающие смогут телепортироваться в другую Галактику,
и путешествовать во времени, например в эпоху динозавров.

а я все понял!
сосед мой, матвеич, (практикующий физик не теоретик, с большим опытом), 2-3 раза в неделю проводит подобный эксперимент.
его «настольное» устройство, (работающее от краденного электричества), объемом 40 литров, выдает 3 литра квантов в час.
с его слов-после приема в нутро, пространство искривляется, время останавливается, а гравитация возрастает с такой силой, что приходится вставать в квантовую суперпозицию...
при этом, сам матвеич одновременно мертв и жив....
сегодня пятница- день эспериментов, коллеги :выпивают:

aforte писал(а):

сегодня пятница

Вы имели ввиду ТЯПНИЦА? :подмигивание:

Casablanka писал(а):

Общая теория относительности смотрит на вас с интересом.

Нет. Теория относительности смотрит с ужасом. Современное понимание квантовой запутанности убивает понятие ограничения скорости.

Добавлено спустя 1 минуту 25 секунд:

Null_Daemon писал(а):

Все желающие смогут телепортироваться в другую Галактику,
и путешествовать во времени, например в эпоху динозавров.

А нежелающих можно телепортировать по решению суда.

aiwalev
Наверное суда не надо телепортировать нежелающих. Тут и желающих столько, что не протолкнуться.

Upper007 писал(а):

"Группа физиков-теоретиков" - перевожу - балаболы халявщики. Всё, что исходит от таких теоретиков, идёт с приставками "бы", "возможно", "наверняка"...

Вы не записали последний этап: "бы" -> "возможно" -> "наверняка" -> получение нобелевки.

Группа физиков-теоретиков предложила... Очередная секта по попилу грантов.

Casablanka писал(а):

art2833 писал(а):

В том что нет рабочей тоерии это нормально, почти вся физика строилась сначала на опыте а потом под него подгонялась теория.

Общая теория относительности смотрит на вас с интересом.

Извините, а не могли бы вы этот момент пошире представить?

Что-то я тут не догоняю... :подмигивание:

ну типа не то что сперва наблюли экспериментальные факты и протом подогнали совокупную теорию , а вумные как вутки сразу без эвристического анализа, доопытного - а с потолка гениальность выказать чтоб
и вот тады уже апосля в экспрементах дивились чуду предвидения хиггсов

eсли вся эта тема даст возможность действительно продвинуться в понимании природы гравитации, то нужно делать. даже если 20 лет на это понадобиться.

DarthCoder писал(а):

Скорее всего там 10^-17 кг, степень при копипасте потерялась.

А зачем в таком случае использовать кратную приставку "кило", которая сама по себе означает "тысячу"? Оригинальная единица это грамм, вот пусть в граммах и указывают. Либо просто используют дольные приставки (микро, нано и ниже)...

monkdt писал(а):

Ffinder1
коты однозначно неприкасаемое животное. Как корова в индии. Непонятно почему Шредингер выбрал для убийства именно кота, а не традиционно мышь или крысу.

Видимо, это форма протеста

LIu1 21 Авг 2020 00:47:20
О как, неплохо ) Описание пользователя на основе его действий на форуме

Однако, Рявкин спросил про "квантовое явление". Если, допустим, вы лично понимаете, что это такое, почему бы вам собственно не ответить своими словами, что это такое? Вы ведь реально ушли от вопроса.

LIu1 писал(а):

Суперпозиция, это состояние когда ты не жив и не мертв(квантовое состояние)

Скажу предельно откровенно: все равно ничего непонятно ) Но похоже на... если для человека... наша суперпозиция это тогда зомби?

LIu1 писал(а):

а вне законов, вне времени и есть квантовость, вне времени и нет позиций, все в суперпозиций?

Это напоминает 4D (или 5D): когда вы переходите на уровень выше трехмерного бытия, вы становитесь в состоянии проходить сквозь время и пространство, на вас обычные законы физики уже не действуют. Ну как бы все мы трехмерные существа, поэтому стареем и сильно ограничены в возможности познавать мир ;] Надо выйти на уровень повыше, оттуда будет видна и спираль времени, о небесконечность Вселенной...

LIu1 писал(а):

Где эти измерения?

А "время" это понятие, его не существует в природе, время есть лишь в восприятии субъекта, в нашей голове, короче. Числа: то же самое, их нет нигде, кроме нашей головы.

art2833 писал(а):

почти вся физика строилась сначала на опыте а потом под него подгонялась теория.

Но в некоторых вопросах опыта как такового нет, есть только теории. Например, о черных дырах. Или о возникновении Вселенной.

Wpolo писал(а):

Обоснование ищите в Теория струн

Струны это всего лишь "более мелкие элементарные частицы". Проще говоря, это то, из чего состоят элементарные частицы. Ничего необычного. Теория дает ответы на вопросы? Отлично. А из чего состоят струны? )
Хех, лет 70 назад я бы мог вам задать вопрос, из чего состоит атом, электрон, ответа не было бы. Мол, это наименьшее. А теперь вот вам струны (причем, не доказаны, только теория). Вдруг через сто лет найдутся вещи поменьше? ) Наука же не стоит на месте...
Но это так, риторика.

Wpolo писал(а):

Удалённые области Вселенной в принципе могут быть соединены

Антиграв и силовые поля могут быть созданы. На бумаге, в фильмах, в видеоиграх. Так что ждем, ждем, когда в реале наука себя проявит ) Так, чтобы пощупать, а не только лишь читать...

Цитата:

А гравитация - это свойство объекта или пространства?
С этим уже определились?

Давно уже! Это свойство объекта под названием "гравитон"

Инфа 100%, источник здесь: After Earth (2013) :подмигивание:

vkrokus писал(а):

Извините, а не могли бы вы этот момент пошире представить? :D
Что-то я тут не догоняю..

Там речь о том, что Эйнштейн сперва выдвинул теорию, о потом уже научными экспериментами его теория была доказана. Налицо пример, когда не теория подстраивается под факты, а факты подтверждают теорию.

aiwalev писал(а):

Современное понимание квантовой запутанности убивает понятие ограничения скорости.

Да вроде бы ничего нелогичного, ведь квантовое это как бы за пределами трехмерного мира, а теория Эйнштейна это все, что в пределах трехмерного мира ;]
Иными словами, предельная скорость для трехмерных объектов ограничена значением в 300тысяч км/с. Выходим на уровень выше по измерениям и можем двигаться хоть в триллионы км/с.