მეცნიერებს დიდი ხანია გრავიტონების დაფიქსირება უნდათ და, აი, ახლა მკველვრების ჯგუფმა შესაბამისი ექსპერიმენტის იდეა წამოაყენა.

ჩვენ გრავიტაციული ეფექტის აღქმა ტელესკოპებით პლანეტებისა და ვარსკვლავების მოძრაობაზე დაკვირვებითაც შეგვიძლია. ამის გარდა, გრავიტაციას ყოველდღიურ ცხოვრებაშიც ვგრძნობთ.

თუმცა, უშუალოდ გრავიტაციის "დანახვა" ბევრად რთულია. მთავარი პრობლემა ისაა, რომ გრავიტაცია — სხვა ძალებისგან განსხვავებით — კვანტურობას გაურბის. ეს ნიშნავს, რომ ჩვენ გრავიტაციის ეფექტს მაკრო დონეზე ვხედავთ, მაგრამ ვერ ხდება მისი მიკრო მასშტაბებზე დაფიქსირება.

სხვა ძალებს, როგორებიცაა სუსტი და ძლიერი ზემოქმედება, აქვს შესაბამისად ასოცირებული ნაწილაკები. სუსტ ძალასთან დაკავშირებულია W და Z ბოზონები, ხოლო ძლიერ ძალასთან გლუონები. ეს გვაფიქრებინებს, რომ გრავიტაციასაც უნდა ჰქონდეს შესაბამისი ნაწილაკი და მეცნიერებმა მას გრავიტონი უწოდეს.

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ის აქამდე არ დაგვიფიქსირებია, ფიზიკოსებს აქვთ ვარაუდები, თუ "სად შეიძლება" იყოს ეს ნაწილაკები. მაგალითად, თუ გრავიტონი არსებობს, ის სავარაუდოდ მასის გარეშე უნდა იყოს, რადგან ვიცით, რომ გრავიტაციული ტალღები სინათლის სიჩქარით ვრცელდება. ეს კი მხოლოდ უმასო ნაწილაკს შეუძლია.

მიუხედავად იმისა, რომ შესაბამისი დეტექტორებით გრავიტაციული ტალღების არსებობა დადასტურდა, ცალკეული გრავიტონების დანახვა გაცილებით რთულია.

"ეს არის ფუნდამენტური ექსპერიმენტი, რომლის განხორციელებაც შეუძლებელი იყო, მაგრამ ახლა ჩვენ ამის გაკეთება შეგვიძლია. თავად ექსპერიმენტის ჩატარება მარტივია, პრობლემა აღჭურვილობის უკიდურესად სენსიტიურობაშია. ამისთვის აკუსტიკური რეზონატორის და ენერგიის გამოვლენის მეთოდებია საჭირო, რომლებიც ცნობილია როგორც კვანტური ზონდი", — განმარტა განცხადებაში იგორ პიკოვსკიმ, სტივენსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ფიზიკის პროფესორმა.

მკვლევრებს ისეთი ფოტოელექტრული ეფექტის შექმნა სურთ, რომელმაც აინშტაინი სინათლის კვანტურ თეორიამდე მიიყვანა. ეს გრავიტაციული ტალღების გამოყენებით შეიძლება მოხდეს. მთავარი ის არის, რომ მატერიასა და ტალღებს შორის ენერგიის გაცვლა ხდება. ასეთ დროს ცალკეული გრავიტონის შეწოვა და გამოყოფა უნდა მოხდეს.

ექსპერიმენტში ალუმინისგან დამზადებული მასიური ცილინდრი გაცივდება ყველაზე დაბალ კვანტურ მდგომარეობამდე. როდესაც მასში გრავიტაციული ტალღა გაივლის დიდი ასტრონომიული მოვლენისგან, როგორიცაა შავი ხვრელების შერწყმა, ცილინდრში განსხვავება შესამჩნევი უნდა იყოს. მკვლევრებს მიაჩნიათ, რომ ცილინდრის ვიბრაციის გაზომვით, ენერგიის უმნიშვნელო ცვლილების დანახვა იქნება შესაძლებელი — ეს გრავიტონების შთანთქმისას მოხდება.

"მასალაში ამ კვანტურ ნახტომებზე დაკვირვებით, ჩვენ შეგვიძლია დავასკვნათ, რომ გრავიტონი შეიწოვება. ამას გრავიტო-ფონონიკურ ეფექტს ვუწოდებთ", — განმარტავენ მკვლევრები.

მეცნიერები ამ მიმართულებით მუშაობას ახლო მომავალში გეგმავენ.

კვლევა ჟურნალ Nature Communications-ში გამოქვეყნდა.