Физики заглянули в квантовый мир гравитации — и вот что увидели

Как измерить силу тяготения настолько крошечную, что она в миллиарды раз меньше обычной? Ответ нашли физики из Великобритании, Нидерландов и Италии. Они смогли зафиксировать гравитационное притяжение частицы массой всего 0,43 миллиграмма — это в 200 раз меньше массы божьей коровки.

Почему это важно

Гравитация — самая слабая из четырёх фундаментальных сил природы, но именно она держит нас на Земле и планеты на орбитах. Однако, как она работает на квантовом уровне — учёные до сих пор не знают. Там вступают в игру странные явления вроде суперпозиции и квантовой запутанности.

Как прошёл эксперимент

Частица, состоящая из трёх миниатюрных магнитов Nd₂Fe₁₄B, была помещена в левитацию при помощи сверхпроводников, чтобы исключить влияние Земли. Рядом разместили более массивный объект — около килограмма. Его гравитация заставила частицу сдвинуться на нанометры.

Результат — сила притяжения, равная 30 аттоньютонам (это миллиардная миллиардной доли ньютона). Это рекордно малое значение для лабораторных измерений.

"Наша новая техника, которая использует чрезвычайно низкие температуры и устройства для изоляции вибрации частицы, вероятно, сможет существенно продвинуть измерения в области квантовой гравитации", — прокомментировал руководитель проекта Хендрик Ульбрихт.

Что дальше

Следующий шаг — повторить эксперимент с двумя объектами одинаково малой массы. Цель — зафиксировать влияние гравитации, пока частицы проявляют квантовые эффекты. Но, как признают сами учёные, это задача как минимум на десятилетие вперёд.

Для справки: предыдущий рекорд по измерению самой слабой силы гравитации был установлен в 2021 году — тогда изучали притяжение золотого шарика массой 90 мг, аналогичной массе божьей коровки.

Уточнения

Гравита́ция (притяже́ние, всеми́рное тяготе́ние, тяготе́ние) (от лат. gravitas - "тяжесть") — универсальное фундаментальное взаимодействие между материальными телами, обладающими массой.