Лабораторные эксперименты по проверке эффектов квантовой гравитации с использованием атомных и вращательных систем.Квантовая гравитация — это давно искомая теория, которая объединила бы общую теорию относительности с квантовой механикой, описывая гравитацию на самых малых масштабах, где ожидается, что само пространство-время флуктуирует. На протяжении десятилетий проверка квантовой гравитации казалась невозможной, поскольку её эффекты ничтожно малы, однако недавние лабораторные эксперименты начали исследовать эти явления с помощью атомной интерферометрии, левитирующих частиц и вращательных систем. Эти настольные установки направлены на обнаружение таких сигнатур, как гравитационно-индуцированная запутанность, квантовые нарушения принципа эквивалентности или модификации атомных энергетических уровней, вызванные гравитационными полями.
Идея лабораторных тестов квантовой гравитации получила развитие в 2010-х годах, с предложениями Сугато Боса и других по экспериментам, основанным на запутанности. Первые серьёзные экспериментальные усилия появились около 2020 года, хотя до сих пор не было подтверждено ни одного однозначного сигнала квантовой гравитации.
В экспериментах обычно используются сверххолодные атомы или крошечные левитирующие объекты в состояниях суперпозиции, когда частица находится в двух местах одновременно. Измеряя интерференционные картины или прецессию спина, исследователи ищут отклонения от стандартной квантовой механики, которые могут возникать из-за гравитационных эффектов. Вращательные системы, такие как крутильные маятники или вращающиеся микроалмазы, используются для проверки того, как гравитация взаимодействует с квантовым спином, или для поиска экзотических взаимодействий, которые могут имитировать квантовую гравитацию.
Эти эксперименты уточняют наше понимание фундаментальной физики и могут привести к улучшенным квантовым датчикам для навигации, геодезии и проверок фундаментальных симметрий.
Один левитирующий микроалмаз можно охладить до квантового основного состояния движения, что позволяет исследователям проверить, вызывает ли гравитация квантовую запутанность без фактического полёта частиц.
