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

Raptor303 писал(а):

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

Та что тут непонятного. Это не наука, а иллюзион.
Более менее понятную вероятность "50 на 50" Шредингер с помощью адской машины и кота переформулирует в "50% что жив на 50 что мертв", и с последующей демагогией в "одновременно ни жив и ни мертв".
Все эти танцы вокруг состояния кота всего лишь описываются вполне понятной фразой "орел или решка".

Цитата:

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.

Это что за новости? Квантование это атрибут нашего трехмерного мира.

aiwalev писал(а):

Та что тут непонятного. Это не наука, а иллюзион.

видимо такие понятия как - аналогия, аллегория - вам не знакомы, у вас всё - иллюзион ))
эх, а мультики вы не смотрели про то как измеряли удава в попугаях ))
а может и смотрели, но не понимали ))
ну а кто такой Льюис Кэрролл - вы точно не знаете ))

Рявкин писал(а):

ну а кто такой Льюис Кэрролл

тот что маленьких девочек рисовал с телом взрослой женщины?

mmsh. писал(а):

тот что маленьких девочек рисовал с телом взрослой женщины?

хм.. он ещё и аниме увлекался? ))
нет, я не про это, а про азы квантовой физики описанной в Алисе в стране чудес..
а да этого я цитировал Ленина, который тоже увлекался квантовой физикой..
примечание -
квантовой физикой, имеется в виду наше, современное понимание той философии..
и про аниме - аналогично )))

(специально для грамматикофила Миши - я исправил ошибку в слове - аниме - вначале писал анимэ)) )

Рявкин писал(а):

аниме

Антре)
но
Шэньчжэнь)

Добавлено спустя 3 минуты 24 секунды:

Рявкин писал(а):

а про азы квантовой физики описанной в Алисе в стране чудес..

ты хочешь сказать, что основы квантовой механики преподают в вузах по Ленину и Кэрроллу?

mmsh.
я ни чё не понял.. а лайк те поставил ))
требую объяснений!
пробил по инету.. но причём тут клоунада? аниме - это искусство! и к клоунаде - ну ни как!

Добавлено спустя 2 минуты 59 секунд:

mmsh. писал(а):

ты хочешь сказать, что основы квантовой механики преподают в вузах по Ленину и Кэрроллу?

нет конечно, я так не говорил!
а вот ты Миша, это так говоришь,
(видимо ты хорошо знаешь грамматику, но очень плохо понимаешь смысл который она несёт)
а вот я говорю что -
- нет ничего нового, всё, с чем мы имеем дело – лишь новая комбинация давно существующих мыслей

Рявкин писал(а):

aiwalev писал(а):

Та что тут непонятного. Это не наука, а иллюзион.

видимо такие понятия как - аналогия, аллегория - вам не знакомы, у вас всё - иллюзион ))

Ну как раз "орел или решка" в интерпретации шредингерского кота "или жив или мертв" - это аллегория.
А переход от "или жив или мертв" к "и ни жив и ни мертв", "и жив и мертв одновременно", короче "полусдох" - это уже иллюзион.

aiwalev писал(а):

это уже иллюзион.

а давайте всё упростим!
то что произойдёт с вами лично завтра - для вас - сегодня - это иллюзион?

Рявкин писал(а):

aiwalev писал(а):

это уже иллюзион.

а давайте всё упростим!
то что произойдёт с вами лично завтра - для вас - сегодня - это иллюзион?

А для Вас?

Рявкин писал(а):

я так не говорил!

Ладно, завтра расскажи как же ты говорил-то )
А сегодня о многом помолчим...

mmsh. писал(а):

Ладно, завтра расскажи как же ты говорил-то )

ты мог не ждать вечное "завтра" а просто ещё "вчера" - научится читать ))

Рявкин писал(а):

вот я говорю что -
- нет ничего нового, всё, с чем мы имеем дело – лишь новая комбинация давно существующих мыслей

aiwalev писал(а):

А для Вас?

я не писал что для меня это иллюзион - это писали вы ))
для меня же это - вероятность

aiwalev
mmsh.
у вас забавный стиль - вы свои глупости - постоянно отсылаете к другим -
- лучше следите за своим базаром, уважаемые ))
в том смысле - следите за своими брёвнами в ваших глазах, и не ищите соринки в чужих..