ساعات كمية تختبر مبدأ التكافؤ سريع
الجاذبية في عالمنا هي انحناء الزمكان. هكذا تصفها النظرية النسبية العامة لأينشتاين Albert Einstein. لكن ماذا يحدث للجاذبية على مستوى الذرات والجسيمات، حيث تسود ميكانيكا الكم؟ يظل هذا السؤال بلا إجابة منذ ما يقرب من قرن.
أحد ركائز جاذبية أينشتاين هو مبدأ التكافؤ. ينص على أن الجاذبية لا يمكن تمييزها عن التسارع. وجزء منه، وهو الثبات الموضعي المحلي، يؤكد أن نتيجة أي تجربة محلية لا تعتمد على مكان وزمان إجرائها. في العالم الكلاسيكي، يعمل هذا المبدأ. لكن هل يعمل في العالم الكمي؟
اقترح مؤلفو الدراسة الجديدة اختبارًا أنيقًا. في تجربتهم الفكرية، يتفاعل زوج من الساعات الكمية (أجهزة «تدق» بدقة كمية) عبر الجاذبية. إذا انتهك مبدأ التكافؤ على المستوى الكمي، تتشابك الساعات — أي تصبح حالاتهما مرتبطة ارتباطًا وثيقًا. يشبه ذلك راقصين يبدآن بالتحرك بشكل متزامن دون أن يرى أحدهما الآخر، فقط لأن الأرضية تحتهما تنحني بشكل مختلف.
درس الباحثون حالتين ابتدائيتين للساعات. في الحالة الأولى، ينشأ التشابك فقط عند انتهاك كمي حقيقي للمبدأ. وفي الثانية، يظهر الانتهاك الكلاسيكي في تردد تذبذبات التشابك. هذا النهج يحول الساعات الكمية إلى كاشف للخصائص الأساسية لـ الجاذبية.
تم اختبار مبدأ التكافؤ حتى على القمر: في عام 1971، ألقى رائد الفضاء ديفيد سكوت مطرقة وريشة، فسقطا في نفس اللحظة في بيئة خالية من الهواء.
في رواية «مشكلة الأجسام الثلاثة» للكاتب ليو تسيشين، يستخدم الفضائيون التشابك الكمي للتواصل الفوري، متجاوزين قيود سرعة الضوء — وهو ما يشبه إلى حد ما فكرة الترابط الثقالي الشامل.