Квантовая гравитация в лаборатории: физики нашли «аналог» гравитона

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Загадочная гравитация, управляющая движением планет и галактик, уже столетия будоражит умы ученых. Ее законы, сформулированные Ньютоном и Эйнштейном, прекрасно описывают макромир, но как только мы пытаемся проникнуть в квантовый мир, гравитация ускользает от нашего понимания. Ключом к разгадке этой тайны могут стать гравитоны — гипотетические частицы, переносящие гравитационное взаимодействие.

Автор: Designer

Долгое время считалось, что гравитоны можно обнаружить только в космосе, изучая гравитационные волны, рожденные столкновениями черных дыр или нейтронных звезд. Однако группа физиков из Принстонского университета сделала, казалось бы, невозможное — они нашли «аналог» гравитона в обычном полупроводнике.

Это открытие, подобно вспышке молнии, осветило сразу несколько областей физики — от физики твердого тела до квантовой гравитации.

Неуловимые частицы

Поиск гравитонов — одна из самых сложных задач современной физики. Эти частицы, если они существуют, должны быть невероятно легкими и практически не взаимодействовать с обычной материей. Именно поэтому их так трудно обнаружить.

В 1993 году Арон Пинчук и его коллеги предположили, что аналоги гравитонов могут существовать в некоторых материалах, где электроны ведут себя как «жидкость», демонстрируя коллективные квантовые эффекты.

И вот, спустя 30 лет, эта идея нашла свое подтверждение. Ученые охладили полупроводник — арсенид галлия — до сверхнизких температур и поместили его в сильное магнитное поле. В этих условиях электроны в материале образовали «квантовую жидкость», в которой и были обнаружены возбуждения, подобные гравитонам.

Мост между мирами

Конечно, найденные частицы — не настоящие гравитоны. Они существуют только в двумерном пространстве полупроводника и не подчиняются всем законам теории относительности.

Тем не менее, это открытие имеет огромное значение. Во-первых, оно подтверждает, что идеи квантовой гравитации могут быть применимы к физике твердого тела. Во-вторых, найденные «аналоги» гравитонов помогут физикам-теоретикам лучше понять свойства настоящих гравитонов и, возможно, даже разработать новые теории квантовой гравитации.

Новые горизонты

Открытие «гравитоноподобных» частиц в полупроводнике — это только начало. Ученые уже планируют новые эксперименты, которые помогут им детально изучить свойства этих частиц и их связь с гравитацией.

Возможно, в будущем подобные исследования помогут нам не только разгадать тайны гравитации, но и создать новые материалы с уникальными свойствами, которые найдут применение в самых разных областях — от электроники до космических технологий.

Так, маленький полупроводник, охлажденный до сверхнизких температур, стал окном в мир квантовой гравитации, открывая перед нами новые горизонты для исследований и даря надежду на то, что однажды мы сможем объединить все силы природы в единую теорию.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как устроена раскаленная «планета-зефир»: «Джеймс Уэбб» нашел кварцевые облака и аномальный климат на WASP-17 b

Когда астрономы изучают атмосферы планет за пределами Солнечной системы, они чаще всего используют метод спектроскопии пропускания. В моменты, когда экзопланета проходит между Землей и своей...

Почему волк покидает родную стаю, даже когда в ней достаточно пищи

Волчья семья может годами жить на одной территории. Взрослые животные знают, где искать пищу, молодые постепенно осваивают окружающую местность, а подросшие волчата помогают заботиться о младших....

Илон Маск обещает летающий автомобиль к 2028 году. Эту сказку нам слово в слово рассказывали в 1957-м

На испытательном полигоне компании SpaceX в городе Макгрегор, штат Техас, состоялась закрытая презентация новой версии спортивного автомобиля Tesla Roadster. Во время показа машина заехала на...

ИИ декодировал язык клеточных сигналов — и подсказал, как вырастить живые ткани в пробирке

В процессе развития эмбриона исходно одинаковые клетки постепенно превращаются в десятки специализированных типов: нейроны, мышечные волокна, клетки печени или кожи. Выбор пути зависит от...

Плейлисты на компакт-кассете: как дека Uher CG 355 запоминала порядок треков

В конце 1970-х слушать кассету значило постоянно держать руку на клавишах. Нужный трек искали перемоткой вперёд или назад, глядя на механический счётчик или просто на слух. Мюнхенская фирма Uher...

Как остановить опасный астероид, если таран не сработает: суперкомпьютер нашел решение

Падение крупного небесного тела на Землю — единственный вид глобальной природной катастрофы, который человечество способно предотвратить с помощью доступных технологий. Атмосфера планеты...