«Наша работа продемонстрировала первое экспериментальное подтверждение существования гравитонов в конденсированном веществе с тех пор, как эта неуловимая частица была концептуализирована в 1930-х годах», — сообщил в четверг государственному информационному агентству Синьхуа ведущий автор исследования Ду Линцзе из Нанкинского университета.
«Гравитон — это мост, соединяющий квантовую механику и общую теорию относительности. Если это подтвердится, это будет иметь огромное значение для современных физических исследований», — сказал он.
02:01
Самая глубокая в мире лаборатория открывается на юго-западе Китая в поисках темной материи
Самая глубокая в мире лаборатория открывается на юго-западе Китая в поисках темной материи
По данным газеты, исследование носило совместный характер. Исследователи Принстонского университета подготовили высококачественные образцы полупроводников, а эксперимент проводился на уникальной установке, на строительство которой Ду и его команда потратили три года.
В общей теории относительности Альберта Эйнштейна он описал гравитацию как искажения пространства-времени, вызванные массой и энергией.
Такая теория, которая прекрасно объясняет гравитацию в большом масштабе, ставит перед квантовой механикой проблемы, которая управляет Вселенной в наименьшем масштабе.
В результате гравитон был предложен как частица, переносящая гравитацию. Если бы он существовал, гравитон должен был бы быть безмассовым и двигаться со скоростью света – за исключением того, что до сих пор гравитоны никогда не наблюдались в космосе.
Как игрушка, которая поставила в тупик Эйнштейна, вдохновляет китайцев на поиски чистой энергии
Как игрушка, которая поставила в тупик Эйнштейна, вдохновляет китайцев на поиски чистой энергии
Когда Ду работал научным сотрудником в Колумбийском университете в 2019 году, его команда обнаружила особое явление возбуждения в квантовых материалах, которое заставило физиков-теоретиков думать, что оно может указывать на обнаружение гравитонов.
Однако требования к проведению подобных экспериментов были высокими. Систему необходимо было поместить в мощный холодильник, где температура близка к абсолютному нулю, и подвергнуть воздействию магнитного поля, в 100 000 раз более сильного, чем среднее магнитное поле Земли.
Некоторые требования могут даже показаться противоречивыми. «Например, нам нужно установить окна на холодильник для проведения оптических измерений, но окна могут привести к повышению температуры системы. [easily rise]”, – сообщил Синьхуа соавтор статьи Лян Цзехуэй из Нанкинского университета.
Будем надеяться, что это приведет к более передовым открытиям на квантовом фронте.
Ду рассказал агентству Синьхуа о работе на собственном предприятии команды. «Работая при температуре минус 273,1 градуса по Цельсию, такой специальный «микроскоп» может улавливать возбуждения частиц с частотой до 10 гигагерц и определять их спин», — сказал он.
Исследователи использовали плоский лист полупроводника из арсенида галлия, который при воздействии низкой температуры и магнитного поля продемонстрировал явление, называемое квантовым эффектом Холла.
Электроны в полупроводнике начали взаимодействовать друг с другом и двигаться высокоорганизованно, как в жидкости.
Китайские исследователи надеются создать «настоящих ученых-ИИ»
Китайские исследователи надеются создать «настоящих ученых-ИИ»
Затем команда осветила материал точно настроенным лазером, чтобы изучить потенциальное возбуждение электронов. Они обнаружили, что электроны имеют так называемый квантовый спин второго типа, который существует только в гравитонах.
Затем они измерили импульс и энергию электронов и подтвердили доказательства того, что они ведут себя подобно гравитонам.
«На создание экспериментального устройства у нас ушло три года. Это было очень сложно, и мы справились», — сказал Ду.
«Мы с нетерпением ждем возможности использовать его для продолжения охоты за гравитонами. Будем надеяться, что это приведет к более передовым открытиям на квантовом фронте», — сказал Ду.
