Эйнштейн снова прав даже в квантовом мире: атомы рубидия заставили «падать» в суперпозиции, и результат удивил физиков

Ученые впервые подтвердили, что слабый принцип эквивалентности, лежащий в основе общей теории относительности Эйнштейна, выполняется и в квантовом мире. Результаты опубликованы в журнале Science Advances.

Квантовая механика и общая теория относительности описывают разные области физики, однако их объединение при изучении, например, черных дыр приводит к противоречиям. Новая работа приближает ученых к пониманию того, как эти теории соотносятся.

В эксперименте атомы рубидия охладили почти до абсолютного нуля и перевели в состояние суперпозиции, позволив им двигаться по двум разным траекториям одновременно. Одну часть атомной волны удерживали магнитным полем, другую — после магнитного импульса отпускали в свободное падение. Затем обе части снова интерферировали. Измерения квантовой фазы совпали с предсказаниями принципа эквивалентности.

Профессор Оксфордского университета Влатко Ведрал отметил, что последовательной теории, объясняющей, почему квантовая физика должна потерпеть неудачу, пока нет. По его словам, эксперимент выводит квантовую механику на рубеж гравитации и вновь подтверждает ее предсказания.

Соавтор исследования Роджер Пенроуз ранее допускал, что более крупные объекты в длительной суперпозиции могут выявить недостатки современных теорий. Сейчас ученые готовят аналогичные опыты с наноалмазами.