Un test cuantic în cădere liberă susține principiul fundamental al gravitației formulat de Einstein

Oamenii de știință au observat un efect al gravitației asupra unui obiect cuantic aflat în cădere liberă, prezis de mult timp, constatând că acesta se comporta în acord cu principiul echivalenței al lui Einstein în regimul testat. Studiul, publicat în Science Advances, oferă o legătură experimentală între mecanica cuantică, care descrie atomii și alte sisteme minuscule, și relativitatea generală, care explică gravitația și modul în care cad obiectele.

Echipa a lucrat cu nori de atomi de rubidiu răciți la o temperatură cu puțin peste zero absolut și controlați în apropierea unui cip atomic special conceput. Într-un dispozitiv numit Galileo Quantum Interferometer, unda fiecărui atom a fost împărțită efectiv între două traiectorii. O componentă a rămas fixă în raport cu laboratorul, în timp ce cealaltă a fost împinsă în sus, adusă într-o stare foarte puțin afectată de câmpul magnetic și lăsată să cadă sub acțiunea gravitației.

Când traiectoriile au fost reunite, undele au interferat. Acest lucru le-a permis cercetătorilor să măsoare o diferență infimă de fază cuantică acumulată în timp ce o componentă cădea, iar cealaltă rămânea nemișcată. Diferența de fază măsurată a corespuns predicției obținute prin aplicarea principiului echivalenței unei asemenea unde cuantice.

Potrivit acestui principiu, gravitația ar trebui să dispară local pentru un observator aflat în cădere liberă. Principiul a fost testat cu precizie folosind corpuri mai mari, dar relația dintre gravitație și fizica cuantică rămâne neelucidată. Experimentul nu unifică cele două teorii și nu arată că gravitația însăși este cuantică. El demonstrează că, în acest cadru atent testat, un principiu fundamental al teoriei gravitației a lui Einstein rămâne compatibil cu materia cuantică.