اجسام با جرم متفاوت همچون پَر و توپ بولينگ با سرعت يكساني در غياب نيروي اصطكاك سقوط ميكنند. با اين حال، برخي از نظريههاي گرانش كوانتومي پيشبيني ميكنند كه شتاب گرانشي ميتواند به خصوصيات يك جسم، براي مثال ساختار اتمي آن بستگي داشته باشد. در يك آزمايش جديد كه در فيزيكال ريويو لترز شرح داده شده است، چنين اثري جستجو ميشود به طوريكه براي اولين بار شتاب سقوط آزاد عناصر اتمي متفاوت در تداخلسنج ماده- موج يكسان مقايسه ميشود. نتايج، عموميت سقوط آزاد را تاييد ميكند و ميتواند منجر به محدوديت مدلهاي گرانشي جايگزين شود.
طي سالها، آزمايشهاي زيادي همچون فاصله سنجي ليزري قمري و ترازو (آونگ) هاي پيچشي سقوط آزاد را آزمودهاند. اخيرا فيزيكپيشگان، تداخلسنجي موج-ماده را براي اندازهگيري شتاب گرانشي ذرات كوانتومي استفاده كردهاند. اگرچه دقت آزمايشهاي تداخلسنجي به اندازه آزمايشهاي ماكروسكوپي نيست اما اين امكان را فراهم ميكنند كه بستگي گرانش به خصوصيات كوانتومي همچون اسپين اتمي به صورت مستقيم آزموده شود.
Dennis Schlippert
آزمايشهاي تداخلسنج موج-ماده كه پيش از اين انجام شده است، سقوط آزاد دو ايزوتوپ از گونههاي اتمي يكسان را مقايسه كردهاند. اما ايزوتوپها به اندازه كافي از نظر ساختار هستهاي متفاوت نيستند به طوري كه بتوانند براي ارزيابي مدلهاي گرانشي خاص استفاده شوند. براي افزايش ميزان حساسيت، ارنست راسل (Ernst Rasel) از دانشگاه لايبنيتس هانوفر در آلمان و همكارانش گونههاي اتمي متفاوت را بررسي كردهاند . آنها اتمهاي روبيديوم و پتاسيم را تا دماهاي ميكروكلوين در يك تلهي مغناطيسي-اپتيكي سرد كردند. پس از رهايي، اتمها در دو مسير جداگانه قرار ميگيرند كه توسط پالسهاي ليزري تعيين ميشوند و همچون شكافندههاي باريكه اتم و آينهها عمل ميكنند. هنگاميكه دو مسير به يكديگر ميپيوندند، يك سيگنال تداخلي مشاهده ميشود كه از طريق آن ميتوان شتاب گرانشي را بهدست آورد. شتابهاي روبيديوم و پتاسيم با دقت حدود يك در ده ميليون يكسان بودند. با پيشرفتهاي بيشتر، اين حساسيت را ميتوان به چند ميلياردم نيز رساند.
منبع:
Free Falling Matter Waves
مرجع:
نويسنده:
مايكل اسكيربر (Michael Schirber )
نویسنده خبر: آزاده نعمتی