متاهة ضوئية على الطاولة تلتقط الجاذبية ⚡ экспресс
تم تجميع مقياس تداخل ماخ-زيندر بطول 50 كيلومترًا من الألياف الضوئية على طاولة مختبر، يعمل مع فوتونات مفردة. أتاحت حساسية الطور البالغة 4.42×10⁻⁶ راديان جذر متوسط المربع (0.01–5 هرتز) تمييز إشارة مقدارها (6.18±0.44)×10⁻⁵ راديان جذر متوسط المربع عند تردد 0.1 هرتز، والناتجة عن التضمين الجاذبي. وهذا يفتح الطريق لقياس الانزياح الأحمر الجذبي لكمّات الضوء في المختبر — وهو اختبار رئيسي عند تقاطع فيزياء الكم والنسبية العامة.
نظرية الجاذبية لـأينشتاين — النسبية العامة — نادرًا ما تلتقي بفيزياء الكم في التجارب المباشرة. هنا، بنى العلماء على طاولة متاهة زجاجية بطول 50 كيلومترًا وأطلقوا فيها فوتونات مفردة. الجاذبية تحني الفضاء قليلًا داخل هذه المتاهة، فيتغير إيقاع موجة الضوء عند الخروج — يظهر تأخير ضئيل، كما لو أن أحد الممرات قد ازداد طولًا دون أن يُلحظ.
ولكي لا تختلط الجاذبية باهتزازات الأرض، عُلقت الطاولة على ممتصات صدمات — حتى قطار بعيد كان ليفسد التجربة. قارن الجهاز بين نصفي الموجة الفوتونية والتقط فارقًا بملايين الأجزاء من الراديان. وهكذا، ولأول مرة في المختبر، تمكنوا من التقاط الإزاحة الحمراء الجذبية لكمات ضوئية منفردة. هذا الاختراق سيتيح اختبار كيفية إحساس الجسيمات الكمومية بالفضاء المنحني. يومًا ما، قد تسمع مثل هذه الكواشف المنضدية الأمواج الثقالية على المستوى الميكروي.
🎯 الجاذبية تؤثر في الضوء بضعف شديد، لدرجة أن تردده لا يتغير سوى بمقدار 10^-16 عند ارتفاع متر واحد. في التجربة، التُقط إزاحة طور مقدارها 6 أجزاء من مئة ألف من الراديان — وهذا أشبه بملاحظة دوران عجلة بمقدار سمك شعرة.
🎬 في فيلم «إنترستلار»، أرسل الأبطال إشارة عبر الجاذبية. أما المتاهات المنضدية الحقيقية للضوء فتُظهر الآن كيف تتشابك الجسيمات الكمومية في الفضاء المنحني.