量子重力の解明 – アインシュタインを困惑させた宇宙の暗号を科学者が解読

物理学者は量子の世界における重力の測定に成功し、吊り下げられた磁石を使用する新しい技術を使用して小さな粒子にかかる弱い重力を発見し、科学者が宇宙の謎の解明に近づくことになった。

科学者たちは、重力を顕微鏡レベルで測定する方法を解明し、宇宙の神秘的な力の解明に一歩近づいた。

専門家は、アイザック・ニュートンによって発見された力が小さな量子の領域でどのように作用するかを完全には理解していません。

アインシュタインでさえ量子重力には当惑しており、一般相対性理論の中で、現実的な実験では重力の量子バージョンを示すことはできないと述べました。

量子重力のブレークスルー

しかし、サウサンプトン大学の物理学者はヨーロッパの科学者と協力し、新しい技術を使って小さな粒子に働く弱い引力を検出することに成功した。

彼らは、これがとらえどころのない量子重力理論を発見する道を開く可能性があると主張している。

で公開された経験 科学の進歩 誌では、強力な磁石を使用して、量子の領域に挑戦するのに十分なほど小さい微粒子の重力を検出しました。

量子実験のアーティストの印象。 クレジット: サウサンプトン大学

先駆的な重力研究

筆頭著者であるサウサンプトン大学のティム・フォックス氏は、この研究結果は専門家が私たちの現実像に欠けているパズルのピースを見つけるのに役立つ可能性があると述べた。

同氏はさらに、「1世紀にわたり、科学者たちは重力と量子力学がどのように連携して機能するかを理解しようと試みてきたが、失敗してきた。

「私たちは今、これまでに記録された最小の質量で重力信号を測定することに成功しました。これは、重力がどのように連動して機能するかの理解にまた一歩近づいたことを意味します。

「ここから、両側の量子の世界に到達するまで、この技術を使用してソースのサイズを縮小し始めます。

「量子重力を理解することで、宇宙がどのように始まったのか、ブラックホールの中で何が起こっているのか、すべての力を一つの大きな理論に統合するなど、宇宙の謎の一部を解明することができます。」

量子の世界の法則は科学によってまだ完全に理解されていませんが、顕微鏡レベルの粒子と力は、通常サイズの物体とは異なる相互作用を行うと考えられています。

サウサンプトンの学者らは、EU Horizo​​n Europe EIC Pathfinder (QuCoM) 助成金の援助を受けて、オランダのライデン大学とイタリアのフォトニクス・ナノテクノロジー研究所の科学者らと実験を実施した。

彼らの研究では、磁場、高感度検出器、高度な振動絶縁を備えたトラップとして知られる超電導デバイスを含む高度なセットアップが使用されました。

0.43 mg ほどの小さな粒子を 100 分の 1 度高い凍結温度に保持することで、わずか 30 アンペアという弱い引張力が測定されました。 絶対零度 – 約-273度 摂氏。

量子研究の視野を広げる

同じくサウサンプトン大学の物理学教授ヘンドリック・ウルブリヒト氏は、この結果はより小さな物体と力との間の将来の実験への扉を開くものであると述べた。

さらに、「私たちは重力と量子の世界についての新たな発見につながる可能性のある科学の限界を押し広げています。

「極低温と粒子振動を隔離する装置を使用する私たちの新しい技術は、量子重力測定の進歩を証明する可能性があります。

「これらの謎を解明することは、最小の粒子から最大の宇宙構造に至るまで、宇宙の構造に関するさらなる秘密を明らかにするのに役立ちます。」

参考文献: Tim M.著「ミリグラムの持ち上げ質量による重力の測定」 フォックスとデニス J. ウイテンブローク、ジミー プラグ、ヌード ファン ハルテレン、ジャン=ポール ファン ゾースト、アンドレア ヴェナンティ、ヘンドリック ウルブリヒト、ティジャーク H. オスターカンプ、2024 年 2 月 23 日、 科学の進歩。
土井: 10.1126/sciadv.adk2949