Учёные впервые в жизни обнаружили признаки гравитона: что это, и зачем его ищут
Издание SCMP сообщило о большом прорыве, сделанном международной командой учёных, которое в будущем может перевернуть представление о физическом и квантовом мирах. Им удалось обнаружить первые признаки существования гравитона (кванта гравитационного поля) — это гипотетическая безмассовая элементарная частица — переносчик гравитационного взаимодействия и квант гравитационного поля без электрического и других зарядов. До этого момента не было ни единого признака существования данной частицы, хотя сама концепция была разработана более 100 лет назад.
Подготовка эксперимента и последующий анализ его результатов легли на плечи учёных из США, Китая и Германии. Чтобы создать специальную установку, которая сейчас располагается на территории Нанкинского университета, потребовалось около трёх лет. В ходе работы анализируемый материал охлаждали до температуры, близкой к температуре абсолютного нуля, после чего на него воздействовали тонко настроенным лазером, чтобы возбудить электроны в образце. По факту, это два взаимоисключающих требования, ибо возникает мостик тепла между экспериментальной средой и измерительными инструментами.
Образец материала, полученный американскими специалистами, охладили до -273,1°С и поместили в магнитное поле, которое на шесть порядков сильнее, чем магнитное поле нашей планеты. Ключевая задача, стоящая перед командой учёных, — создать в материале, толщина которого составляет всего один атом, эффект конденсированного состояния электронов, поток которых ведёт себя как самая обычная жидкость. На следующем этапе на материал воздействовали лазером, чтобы оценить состояние возбуждённое состояние электронов и, в итоге, изменить их спин — это квантовомеханическое свойство частиц, которое можно представить себе как вращение вокруг своей оси.
В физическом мире спин электрона равняется ½, а спин гравитона должен быть равен 2. Это и делает данную теоретическую частицу (если она существует) уникальной. Анализ полученных в ходе эксперимента результатов показал, что некоторые из частиц имели тот самый спин — равный двум. Такая регистрация зафиксирована впервые в истории, и это даёт учёным огромное поле для дальнейших исследований и поиска настоящего гравитона.
Если учёные смогут обнаружить гравитон, это даст им шанс сформировать единую теорию поля. Дело в том, что даже сейчас у физиков нет понимания связи между физическим миром и квантовым. Отсутствие какой-либо чёткой информации о гравитационном взаимодействии делает невозможным все попытки соединить два вышеуказанных мира.