I fisici hanno misurato con successo la gravità nel mondo quantistico, scoprendo la debole attrazione gravitazionale su una piccola particella utilizzando una nuova tecnica che utilizza magneti sospesi, avvicinando gli scienziati alla soluzione dei misteri dell'universo.
Gli scienziati sono un passo avanti nello svelare le misteriose forze dell'universo dopo aver scoperto come misurare la gravità a livello microscopico.
Gli esperti non hanno mai compreso appieno come funzioni la forza scoperta da Isaac Newton nel minuscolo regno quantistico.
Persino Einstein era sconcertato dalla gravità quantistica e, nella sua teoria della relatività generale, affermava che nessun esperimento realistico avrebbe potuto mostrare una versione quantistica della gravità.
Una svolta nella gravità quantistica
Tuttavia, i fisici dell'Università di Southampton, lavorando con scienziati europei, sono riusciti a rilevare una debole forza di attrazione su una piccola particella utilizzando una nuova tecnica.
Affermano che questo potrebbe aprire la strada alla scoperta della sfuggente teoria della gravità quantistica.
Esperienza pubblicata in Progresso della scienza rivista, ha utilizzato magneti ad alta potenza per rilevare la gravità su particelle microscopiche, abbastanza piccole da sfidare il regno quantistico.
Ricerca pionieristica sulla gravità
L'autore principale Tim Fox, dell'Università di Southampton, ha affermato che i risultati potrebbero aiutare gli esperti a trovare il pezzo mancante del puzzle nella nostra immagine della realtà.
Ha aggiunto: "Per un secolo, gli scienziati hanno cercato, senza riuscirci, di capire come la gravità e la meccanica quantistica lavorino insieme.
"Ora siamo riusciti a misurare i segnali gravitazionali con la massa più piccola mai registrata, il che significa che siamo un passo avanti verso la comprensione di come la gravità funziona in tandem.
"Da qui inizieremo a ridurre le dimensioni della sorgente utilizzando questa tecnica fino a raggiungere il mondo quantistico su entrambi i lati.
"Comprendendo la gravità quantistica, possiamo risolvere alcuni dei misteri del nostro universo, come come è iniziato, cosa succede all'interno dei buchi neri o unificare tutte le forze in un'unica grande teoria".
Le regole del mondo quantistico non sono ancora del tutto comprese dalla scienza, ma si ritiene che le particelle e le forze a livello microscopico interagiscano in modo diverso rispetto agli oggetti di dimensioni normali.
Gli accademici di Southampton hanno condotto l'esperimento con scienziati dell'Università di Leiden nei Paesi Bassi e dell'Istituto di fotonica e nanotecnologia in Italia, finanziato da una sovvenzione dell'UE Horizon Europe EIC Pathfinder (QuCoM).
Il loro studio ha utilizzato una configurazione sofisticata che coinvolge dispositivi superconduttori, noti come trappole, con campi magnetici, rilevatori sensibili e isolamento avanzato delle vibrazioni.
Una debole forza di trazione, di soli 30 ampere, è stata misurata su una particella piccola quanto 0,43 mg mantenendola a temperature gelide fino a un centesimo di grado superiore. Zero Assoluto – Circa -273 gradi Centigrado.
Ampliare gli orizzonti della ricerca quantistica
Il professore di fisica Hendrik Ulbricht, sempre dell'Università di Southampton, ha affermato che i risultati aprono la porta a futuri esperimenti tra oggetti e forze più piccoli.
Ha aggiunto: "Stiamo ampliando i confini della scienza che potrebbero portare a nuove scoperte sulla gravità e sul mondo quantistico.
"La nostra nuova tecnologia che utilizza temperature e dispositivi criogenici per isolare le vibrazioni delle particelle probabilmente dimostrerà la via da seguire per misurare la gravità quantistica.
"Svelare questi misteri ci aiuterà a scoprire più segreti sulla struttura dell'universo, dalle particelle più piccole alle più grandi strutture cosmiche".
Riferimento: "Misurare la gravità con masse sollevate in milligrammi" di Tim M. Fox e Dennis J. Uytenbroek, Jimmy Plug, Noud van Halteren, Jean-Paul van Soest, Andrea Venanti, Hendrik Ulbricht, and Tjerk H. Osterkamp, 23 febbraio 2024, Progresso della scienza.
doi: 10.1126/sciadv.adk2949