مدتها است  که فیزیک­دانان کوانتومی نتوانسته‌­اند گرانش(اولین نیروی کشف­ شده در کیهان) را به زیرمجموعه فیزیک کوانتوم اضافه کنند. گروهی از محققان بتازگی آزمایشی را انجام دادند که می­‌تواند تعریف جدیدی برای ماهیت گرانش ارائه کرده و درک ما از نیروهای بنیادین طبیعت را تغییر دهد.

مکانیک کوانتوم نظریه‌­ای است که در باب ذرات بنیادین و نیروهای آنها، به جز نیروی گرانش، ارائه شده است. برای اینکه بدانیم چه اتفاقاتی درون یک سیاهچاله می­‌افتد و یا چه اتفاقاتی در زمان بیگ­ بنگ روی داده است، باید نظریه­‌های گرانش و مکانیک کوانتوم را با یکدیگر ادغام کنیم. مشکل اینجاست که این دو نظریه در صورت ادغام، دیگر کارآیی نخواهند داشت.

اگر گرانش، یک نیروی نهان مکانیک کوانتوم باشد، باید درهم‌­تنیدگی ذرات فوتون را در اجرامی که در حال سقوط­ اند نیز مشاهده کرد. به بیان دیگر، اگر دو جسم(دارای شکل و زاویه افقی کاملا یکسان) در حال سقوط باشند، بنابراین باید محاسبۀ ویژگی­‌های یک جسم بر روی جسم دیگر اثر آنی بگذارد. سوگاتو بوز به همراه همکاران خود در دانشگاه لندن آزمایشی را طراحی کردند که این فرضیه را مورد بررسی قرار دهند.

یک ذره خنثی را در نظر بگیرید که ۱۰ تا ۱۴ کیلوگرم وزن دارد. درون این ذره، مادۀ چرخنده­‌ای وجود دارد که می­‌تواند بالا یا پایین برود. اگر شما این ذره را در میدان مغناطیسی بیاندازید که دائما در حال تغییر است، قاعدتا باید مسیر این ذره، به گونه ای که گویا به یک دیاپازون برخورد می­‌کند، بر اساس چرخش ماده درون این ذره تغییر کند؛ یعنی به جای بالارفتن به سمت چپ و به جای پایین رفتن به سمت راست می­‌رود.

مکان ذره در زمان پایین رفتن آن، در برهم‌­نهی یا فضای همزمان هر دو مسیر می­‌باشد(گربه شرودینگر را در نظر بگیرید). از لحاظ فنی، ذره از زمان افتادن می تواند در هر دو مسیر باشد(استثنائا در این مورد، زمان را یک بردار خطی در نظر نگیرید). با ادغام تمام مسیرها، می­‌توان حالتی را مشاهده نمود که ذره در آن مسیری با کوتاه‌­ترین خط سیر انتخاب می­کند.

به منظور دوری از هر واکنش گرانشی، فاصلۀ میان هر خط سیر نباید کمتر از ۲۰۰ میکرومتر باشد. آزمایشی می‌­تواند به ما نشان دهد که اجزای چرخش این ذرات، با برگرداندن مواد مذکور به حالت اولیه، برهم‌­نهی دارند یا خیر. از این رو، چنین آزمایشی می تواند دخالت نیروهای دیگری نظیر نیروی کاسیمیر یا واکنش­‌های الکترومغناطیسی را رد کند. گرچه بوز اظهار داشت باید این نکته را به خاطر داشته باشیم که عدم مشاهده برهم­‌نهی نمی­‌تواند ثابت کند که گرانش مربوط به فیزیک کلاسیک می­‌باشد؛ مگر اینکه آزمایش نشان دهد هیچ واکنشی با محیط، نظیر برخورد با فوتون­‌ها یا مولکول­‌های آزاد رخ نداده باشد.

کیهان کوانتومی؟

آنتواین تیلوی از موسسه­ ماکس پلانک در آلمان به این نکته اشاره داشت که نتایج مثبت این آزمایش، تنها برخی از جنبه­ های گرانش کلاسیک را نقض خواهد کرد. او در مصاحبه با مجله­ New Science اظهار داشت: «مبحث گرانش آنقدر گسترده است که نتیجه کار را همچنان شگفت‌­انگیز خواهد کرد.»

در ادامه­ مقاله­ مجله فوق، مانلی درخشانی از دانشگاه اوترخت هلند اذعان داشت: «اگر نتیجه­ آزمایش فوق مثبت نباشد، به این معنی خواهد بود که گرانش، ریشه­ کوانتومی ندارد. این مسئله می­‌تواند سوالاتی پیچیده و جالب در این خصوص پدید بیاورد که چه زمان و چگونه گرانش در زمان انتقال کوانتوم-کلاسیک ماده، اتفاق می افتد. اگر نتیجه بی­طرف و مساوی باشد، بسیار تعجب­ برانگیز خواهد بود.» با دستیابی به ابزارهای پیشرفته‌­تر و شواهد علمی بیشتر می­‌توان قدمی به سوی یافتن پاسخی برای این پرسش‌­های قدیمی یافت و عصری طلایی برای افرادی ساخت که همواره به دنبال نظریه­ واحدی برای فیزیک بودند.

منبع: futurism.com