물리학에서는 우주를 모델링하는 두 가지 주요 방법이 있습니다. 첫 번째는 고전적인 방법입니다. 뉴턴의 운동 법칙과 아인슈타인의 상대성 이론과 같은 고전 모델은 위치와 운동과 같은 물체의 속성이 절대적이라고 가정합니다. 공간과 시간을 통해 물체의 경로를 얼마나 정확하게 측정할 수 있는지에는 실질적인 한계가 있지만 그것은 우리에게 달려 있습니다. 자연은 무한한 정밀도로 그들의 움직임을 알고 있습니다. 원자 물리학과 같은 양자 모델은 물체가 상호 작용에 의해 지배된다고 가정합니다. 이러한 상호 작용은 확률적이며 무기한입니다. 상호 작용을 제한된 결과로 제한하더라도 자연이 허용하지 않기 때문에 무한한 정밀도로 대상의 움직임을 알 수 없습니다.
이 두 가지 이론적 세계, 즉 한정된 고전적 양자와 무한한 양자는 각각 매우 잘 작동합니다. 야구공 및 행성과 같은 크고 무거운 물체에 대한 고전적 및 원자 및 분자와 같은 작고 가벼운 물체에 대한 양자. 그러나 블랙홀의 내부나 빅뱅 초기의 관측 가능한 우주와 같이 거대하지만 작은 것들을 연구하려고 하면 이 두 가지 접근 방식이 모두 무너집니다. 그것은 양자 이론의 모든 속성과 함께 일반 상대성 이론의 모든 속성을 가지고 있기 때문입니다. 이 이론은 때때로 양자 중력이라고 하지만 지금 당장은 그것이 효과가 있을지 모릅니다.
서로 다른 이론이 어떻게 관련되어 있는지. 크레딧: B. Jankuloski
이 이론을 직접 검증할 실험이 없기 때문에 연구하기 어렵습니다. 그러나 새로운 연구는 양자 중력이 어떻게 작용하는지 엿볼 수 있는 실험을 제안합니다.
핵심은 본질적으로 양자이지만 고전 중력이 영향을 미칠 만큼 충분히 큰 물체를 갖는 것입니다. 이를 위해 팀은 보스-아인슈타인 응축물로 알려진 물질의 과냉각 상태를 사용할 것을 제안합니다. 이것은 특정 원자 그룹이 너무 많이 냉각되어 단일 양자 상태에서 효과적으로 함께 흐려질 때 발생합니다. 수십억 개의 원자가 보스-아인슈타인 응축물로 냉각되면 바이러스와 거의 같은 질량을 가진 단일 양자 물체를 형성할 것입니다. 작지만 중력의 영향을 연구하기에 충분히 거대합니다.
팀은 그러한 응축물을 만든 다음 중력만 상호 작용할 수 있도록 자기적으로 매달아 둘 것을 제안합니다. 그들의 작업에서 그들은 중력이 양자 수준에서 작용하면 응축물의 모양이 '무중력' 가우스 모양에서 약간 이동할 것임을 보여줍니다. 중력이 고전적인 수준에서만 상호 작용하는 경우 응축수는 가우스로 유지됩니다.
이 접근 방식은 현재 기술로 수행할 수 있습니다. 다른 제안된 연구와 달리 이 실험은 얽힘과 같은 더 복잡한 상호 작용보다는 양자 시스템의 기본 속성에만 의존합니다. 실험이 수행될 수 있다면 그것은 우리에게 양자 중력의 근본적인 본질을 처음으로 실제로 볼 수 있게 해 줄 것입니다.
참조:Richard Howl, et al. ' 양자 중력 이론의 서명으로서의 비가우시안성 . 'PRX 퀀텀2.1(2021): 010325.