Σε ένα πείραμα ερευνητές δημιούργησαν ένα νέφος από περίπου 10.000 υπέρψυχρα άτομα ρουβιδίου, αλλά ακόμη κι έτσι παγωμένα τα άτομα μπορούν να συγχωνεύονται σε ένα ιδιόμορφο κβαντικό αντικείμενο, το συμπύκνωμα Bose-Einstein. Στη συνέχεια άφησαν να πέσει το συμπύκνωμα από ένα ύψος 146 μέτρων στη Βρέμη της Γερμανίας.Η ελεύθερη πτώση αντικειμένων είναι ουσιαστικά αβαρής – δεν παίζει ρόλο το βάρος των σωμάτων. Έτσι, η επιτυχημένη πτώση δείχνει ότι οι ερευνητές έχουν πλέον τη δυνατότητα να παρακολουθούν τα κβαντικά αντικείμενα σε συνθήκες σχεδόν μηδενικής βαρύτητας – γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε μια βαθύτερη κατανόηση και της γενικής σχετικότητας, γράφει μια κοινοπραξία γερμανών, άγγλων και γάλλων ερευνητών στο Science.
Μέσα στην κάψουλα που πέφτει βρίσκεται το συμπύκνωμα BEC που παρακολουθείται η συμπεριφορά του σε συνθήκες μηδενικής σχεδόν βαρύτητας
Η νέα μελέτη δείχνει μια “εντυπωσιακή τεχνολογική πρόοδο", σχολιάζει ο φυσικός Wolfgang Ketterle του ΜΙΤ, ο οποίος μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ το 1995 για τη δημιουργία συμπυκνωμάτων BECs στο εργαστήριο. "Είμαι ενθουσιασμένος που βλέπω σε πόσες κατευθύνσεις στρέφεται η έρευνα των BECs- πολύ περισσότερες από ό,τι εγώ πρόβλεπα όταν ανακαλύφθηκαν”.
Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για τους ερευνητές ήταν να ελαχιστοποιηθεί ο περίπλοκος εξοπλισμός που συνήθως απαιτείται για τη δημιουργία και τη διατήρηση ενός BEC. Κανονικά, η δημιουργία ενός BEC απαιτεί ένα μεγάλο εργαστήριο "γεμάτα με κάτοπτρα και φακούς αλλά και όλα τα είδη των οπτικών συσκευών," λέει ο φυσικός Paulo Nussenzveig του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο στη Βραζιλία, ο οποίος συμμετέχει στη συγγραφή ένα συνοδευτικού άρθρου στο ίδιο τεύχος του Science. "Οι ερευνητές κατάφεραν να φτιάξουν έναν εξοπλισμό 60 επί 60 εκατοστά ύψους 2 μέτρων και το άφησαν ελεύθερο να πέσει προς τα κάτω κάπου 120 μέτρα και να σπάσει. Είναι πραγματικά, πραγματικά εκπληκτικό. "
Η συμπεριφορά των παγωμένων ατόμων σε συνθήκες σχεδόν έλλειψης βαρύτητας συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με τις θεωρητικές προβλέψεις, αν και μικροσκοπικές μαγνητικές διαταραχές ανάγκασαν το BEC να διασταλεί λίγο λιγότερο από ότι είχε προβλεφθεί, λέει η ομάδα.
Αν και οι ερευνητές δεν έχουν ανακαλύψει ακόμα καμιά νέα φυσική, είναι αισιόδοξοι ότι το σύστημα σύντομα θα είναι χρήσιμο, λέει ο Ernst Rasel του Πανεπιστημίου του Ανόβερου. "Είναι ένα μικρό πρώτο βήμα προς κάτι με το οποίο μπορείτε να κάνετε ενδιαφέροντα πειράματα”, λέει.
Αυτός και οι συνάδελφοί του είχαν στο νου τους το διάσημο νοητικό πείραμα με τον ανελκυστήρα του Αϊνστάιν, όταν δημιούργησαν τον πύργο του πειράματος. Ένα πρόσωπο μέσα σε ένα ασανσέρ που πέφτει θα αισθανόταν την έλλειψη βαρύτητας, σκέφτηκε ο Αϊνστάιν, αφού η έλξη της βαρύτητα είχε ακυρωθεί από την καθοδική επιτάχυνση. Αυτή η αντίληψη, που ονομάζεται Αρχή της Ισοδυναμίας, οδήγησε τον Αϊνστάιν να αναπτύξει τη θεωρία της γενικής σχετικότητας. Αλλά το κατά πόσο ακριβώς ισχύει η γενική σχετικότητα για τα αντικείμενα της κβαντικής κλίμακας παραμένει ένα μυστήριο.
Ο Paulo Nussenzveig αναφέρει ότι παρατηρώντας τη συμπεριφορά της παράξενης ύλης σε μικροβαρύτητα μπορεί να βρούμε απάντηση στα άλυτα ερωτήματα για το πώς η βαρύτητα λειτουργεί στην πολύ μικρή, κβαντική κλίμακα.
"Για να έχουμε μια κβαντική θεωρία της βαρύτητας, το πώς λειτουργεί η βαρύτητα στην κβαντική κλίμακα, είναι κάτι που λείπει ακόμη," λέει. Μερικοί ερευνητές πιστεύουν ότι η βαρύτητα θα μπορούσε να έλξει διαφορετικά είδη ατόμων με διαφορετικό τρόπο, που ένα ευαίσθητο σύστημα όπως το BEC που πέφτει ελεύθερα μπορεί να είναι σε θέση να ανιχνεύσει, πιστεύει.
