یکی از بزرگترین مشکلات کنونی علم فیزیک، عدم توافق دو رکن اساسی آن، یعنی نسبیت و کوانتوم است. علت اصلی آن هم ناتوانی ما در توصیف گرانش به شکل یک نیروی کوانتومی است. دانشمندان بسیاری راههایی برای تطبیق دادن گرانش با مکانیک کوانتوم پیشنهاد کردهاند اما هنوز به یک راه حل قطعی نرسیدهایم.
ازمایش پیشنهادی پروفسور سوگاتو بوز برای امتحان کوانتومی بودن گرانش
اکنون یک آزمایش جالب، راه جدیدی برای امتحان کردن اینکه گرانش واقعاً یک نیروی کوانتومی است یا خیر، پیش رویمان گذاشته است. یک تیم تحقیقاتی بین المللی به رهبری پروفسور “سوگاتو بوز” از دانشگاه کالج لندن، میخواهند از گرانش برای ایجاد درهمتنیدگی کوانتومی استفاده کنند. تکنولوژی امروز برای انجام این آزمایش، اندکی نامناسب است اما این ایده از نظر تئوری کاملاً پشتیبانی میشود و احتمالاً به زودی مشکلات مربوط به انجام آزمایش، رفع خواهد شد.
مراحل آزمایش کوانتومی بودن گرانش
ذرات نمیتوانند بدون اینکه یک نیروی کوانتومی، برهمکنشی بین آنها رقم بزند، درهمتنیده شوند. و پروفسور بوز و تیمش سعی دارند تا از نیروی گرانش به عنوان نیرویی که برهمکنش ذرات را رقم میزند و موجب درهمتنیده شدن آنها میشود استفاده کنند. برای انجام این کار، دو جرم بسیار کوچک (حدود ¹⁴⁻10 کیلوگرم) وارد یک میدان مغناطیسی میشوند. درون این دو جرم، ذراتی دارای اسپین کوانتومی هستند. ویژگی کوانتومیای که در فیزیک کلاسیک یافت نمیشود. با استفاده از میدان مغناطیسی، میتوان دو جرم را بسته به اینکه اسپینشان “بالا” یا “پایین” است، مجبور به برگزیدن یکی از دو مسیر ممکن کرد. اسپین آنها نیز با پالسهای مایکروویو دستکاری میشود و مسیرهایی که ذرات انتخاب میکنند را تغییر میدهد.یک مسیر خاص آن دو را آنقدر به یکدیگر نزدیک (اما نه نزدیکتر از 200 میکرون) میکند، که اگر گرانش در واقع یک نیروی کوانتومی باشد، قادر خواهد بود اسپین این دو ذره را درهمتنیده کند.
آزمایش کوانتومی بودن گرانش بالا تر از حد توانایی ماست
این آزمایش به اندازه کافی ساده به نظر میرسد اما همچنان بالاتر از حد توانایی ماست. ما هرگز جرمی به این بزرگی را در برهمنهی قرار ندادهایم.و طبق چیزی که پررفسور بوز توضیح میدهد، حتی اگر با انجام این آزمایش، هیچ درهمتنیدگیای ایجاد نشود، الزاماً به این معنا نیست که گرانش منشأ کوانتومی ندارد.
