ნანჯინგის, პრინსტონისა და მანსტერის უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფმა ქირალური გრავიტონის მოდელის (CGM) ნახევარგამტარ მასალაში არსებობის პირველი ექსპერიმენტული მტკიცებულება წარმოადგინა.

კვლევის შედეგები ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნდა.

CGM გრავიტონის მსგავსია — ელემენტარული ნაწილაკის, რომელიც ჯერ-ჯერობით აღმოჩენილი არაა. გრავიტონი მაღალი ენერგიის კვანტურ ფიზიკაშია ცნობილი და ითვლება, რომ გრავიტაციას სწორედ ის წარმოქმნის.

გრავიტონის მსგავსი ნაწილაკების ლაბორატორიაში შესწავლამ შეიძლება კვანტურ მექანიკასა და აინშტაინის ფარდობითობის თეორიას შორის არსებული ხარვეზები გადაჭრას. ეს კი ჩვენს ცოდნას მნიშვნელოვნად გააფართოებს.

"ჩვენი კვლევა 1930-იანი წლებიდან მოყოლებული გრავიტონის მსგავსი ნაწილაკების პირველ ექსპერიმენტულ მტკიცებულებას წარმოადგენს", — თქვა ლინჯიე დუმ, კოლუმბიის უნივერსიტეტის ყოფილმა დოქტორმა და ნაშრომის მთავარმა ავტორმა.

ჯგუფმა ნაწილაკი შედედებულ მატერიაში აღმოაჩინა, რომელსაც ფრაქციული კვანტური ჰოლის ეფექტი (FQHE) ეწოდება. FQHE ძლიერად ურთიერთქმედებადი ელექტრონების სისტემაა, რომელიც ორ განზომილებაში მაღალ მაგნიტურ ველებსა და დაბალ ტემპერატურაზე გვხვდება. ისინი თეორიულად კვანტური გეომეტრიის გამოყენებით აღიწერება.

ელექტრონები FQHE-ში კვანტურ მეტრიკას ექვემდებარება. პროგნოზების მიხედვით, სწორედ ამან სინათლის საპასუხოდ CGM უნდა წარმოშობს. თუმცა, ამის შესამოწმებელი ექსპერიმენტების ჩატარება აქამდე ძალიან ძნელი იყო.

სწორედ ამას მიუძღვნა თავისი კარიერის დიდი ნაწილი ფიზიკოსმა არონ პინჩუკმა. პიჩუკი 2022 წელს მოკვდა, მაგრამ საქმე მისმა მოსწავლეებმა გააგრძელეს. ერთ-ერთი მათგანი კვლევის ავტორი ურსულა ვურსტბაუერია.

"არონი მატერიის ეგზოტიკური ფაზების შესწავლის მხრივ პიონერი იყო. ბედნიერი ვარ, რომ მისი ბოლო გენიალური იდეა ასეთი წარმატებული გამოდგა. სამწუხაროა, რომ ის ამას ვერ მოესწრო, მან ეს დაიმსახურა", — თქვა ვურსტბაუერმა.

ერთ-ერთი ტექნიკა, რომელიც პინჩუკმა დაამკვიდრა, დაბალ ტემპერატურულ რეზონანსული გაფანტვაა, რომელიც ზომავს, თუ როგორ იფანტება სინათლის ნაწილაკები.

ამ მეთოდების გამოყენებით მკვლევრებმა გრავიტონის მსგავსი ნაწილაკები (CGM) აღმოაჩინეს. CGM-ის მახასიათებელი გრავიტონის მსგავსია. ორივე, CGM-იცა და გრავიტონიც, კვანტური მეტრიკული რყევების შედეგია.

"დიდი ხნის განმავლობაში არსებობდა შეკითხვა CGM-ებთან დაკავშირებით. ჩვენ მისი ექსპერიმენტულად დადასტურება შევძელით. შესაბამისად, გრავიტონების აღმოჩენას კიდევ უფრო მივუახლოვდით, არონი ამით აუცილებლად იამაყებდა", — თქვეს ფიზიკოსებმა.