Физики разобрались в работе принципа эквивалентности Эйнштейна в квантовом мире
Logo
Cover

Принцип эквивалентности утверждает, что инертная и тяжелая масса любого объекта равны, то есть все тела падают одинаково, если на них воздействует гравитация. Авторы нового исследования утверждают, что предшественники не учли один важнейший фактор.

16

Доктор Магдалена Зич из Университета Квинсленда и профессор Каслав Брукнер из Венского университета пришли к выводу, что если они хотят понять, взаимодействуют ли квантовые объекты с гравитацией исключительно через искривленное пространство-время, нужно установить, как квантовые частицы взаимодействуют с гравитацией. Поэтому они обратили пристальное внимание на массу.

Согласно знаменитому уравнению Е = МС2, энергия любого объекта заключена в его массе — динамической величине, которая может принимать различные значения. В квантовой физике энергия и масса могут существовать в квантовой суперпозиции — как если бы они находились в двух различных величинах «в то же самое время», пишет Phys.org.

«Мы поняли, что нужно обратить внимание, как ведут себя частицы в таких квантовых состояниях массы, и тогда можно будет понять, как квантовые частицы воспринимают гравитацию в целом, — объясняет Зич. — В ходе нашего исследования мы обнаружили, что для квантовых частиц в квантовой суперпозиции различных масс принцип эквивалентности накладывает дополнительные ограничения, которых нет в классической физике. Раньше наука этого не знала».     

Это означает, что предшествующие исследования, которые пытались перенести принцип эквивалентности на квантовую физику, были неполными, потому что сосредотачивались на траекториях частиц, но игнорировали их массу.

Работа физиков Австралии и Германии, опубликованная в журнале Nature Physics, открывает путь к новым экспериментам по изучению взаимодействия квантовой и классической физики.

Доказательства верности специальной теории относительности Эйнштейна нашли недавно ученые MIT и IceCube. Изучив поведение нейтрино, они обнаружили, что эти частицы не нарушают закона Лоренц-ковариантности — краеугольного камня СТО.