Гравитация запутывает без полёта экспресс
Два мячика, подвешенные на нитях, раскачиваются рядом. Каждый движется сам по себе, но между ними есть невидимая нить — притяжение масс. Если гравитация квантовая, она могла бы связать их в единое целое: дёрнешь один — отзовётся другой, даже без касания.
Раньше считалось, что заметить такую связь можно, только бросив частицы в свободный полёт — как в башне, где всё падает и невесомость длится секунды. Но инженерам это неудобно: сложно удержать частицы на месте и не дать им столкнуться со стенками. Оказалось, что маятник из углеродной нанотрубки (тоньше волоса в сто тысяч раз) ведёт себя почти как свободный, если качание быстрое. Ошибка от того, что он привязан, нарастает плавно — как квадрат времени — и при коротких толчках остаётся крошечной, меньше одной миллионной.
Авторы проверили расчёт на примере маятников из таких трубок. Фаза — набег волны, от которого зависит, увидят ли экспериментаторы квантовую запутанность, — почти не портится. Видимость интерференции (чёткость полос, по которой судят об успехе) остаётся высокой. Это значит, что протокол Бозе–Марлетто–Ведрала для проверки квантовой гравитации можно запустить не в космической лаборатории, а на столе с подвешенными частицами.
Так маятник — древний прибор Галилея — становится окном в квантовый мир. Свобода оказалась не в отсутствии опоры, а в быстроте движения.
Углеродные нанотрубки настолько тонкие, что их диаметр — около нанометра — сравним с длиной цепочки из десяти атомов. При этом они выдерживают натяжение, эквивалентное весу автомобиля на сечении с человеческий волос.
В романе «Квантовый вор» Ханну Райаниеми гравитация используется как инструмент квантовых вычислений. Описанный здесь эксперимент — шаг к тому, чтобы подобное стало реальностью.