Исследователи из Ульмского, Оксфордского и Университета Бен-Гуриона провели эксперимент, проверяющий действие гравитации на объект в квантовой суперпозиции. В его основе лежал принцип эквивалентности Эйнштейна, согласно которому для свободно падающего наблюдателя воздействие гравитации локально становится неотличимым от отсутствия гравитации.
Для проверки ученые использовали облако ультрахолодных атомов рубидия и специальный квантовый интерферометр. Атомы переводили в суперпозицию, при которой их квантовая волна двигалась одновременно по двум траекториям.
Одну ее часть исследователи удерживали относительно лаборатории с помощью магнитного поля, компенсирующего гравитацию. Вторую отпускали в свободное падение, после чего обе части снова объединяли и измеряли возникшую между ними разницу квантовых фаз.
Полученный результат совпал с предсказанием теории Эйнштейна. Подобные атомные интерферометры и раньше применялись для измерения гравитации, однако авторы называют свою работу первым прямым измерением предсказанной квантовой фазы свободно падающего объекта.
Эксперимент не объединяет общую теорию относительности и квантовую механику в единую теорию, но показывает, что принцип эквивалентности сохраняется в исследованном квантовом режиме. В дальнейшем ученые рассчитывают провести похожие проверки с более массивными объектами, где могут проявиться ранее неизвестные эффекты.
