UQ -fysiker bygger på Einstein og Galileos arbejde

Sekstende århundrede videnskabsmand Galileo Galilei kastede to kugler med forskellig masse fra toppen af ​​det skæve tårn i Pisa for at etablere et videnskabeligt princip.

Nu næsten fire århundreder senere, et team af italienske fysikere har anvendt det samme princip på kvanteobjekter ved hjælp af en ny videnskabelig metode foreslået af UQ -fysiker Dr. Magdalena Zych, rapporteret i dag i Naturkommunikation .

Dr Zych, fra ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems, sagde, at arbejdet kunne føre til udvikling af nye sensorer med applikationer til undersøgelse af vulkanudbrud og jordskælv, i søgen efter mineralforekomster, i navigation af jorden og rummet, og i højpræcisionsmålinger af tid, frekvens og acceleration.

Matematiker og fysiker Albert Einstein beskrev princippet sidste århundrede, og det blev kendt som 'Einsteins ækvivalensprincip' for atomer, hvis masse er i en kvantesuperpositionstilstand.

Dr. Zych sagde, at princippet spillede en afgørende rolle i fysikernes forståelse af tyngdekraften og rumtiden.

"Princippet hævder, at den samlede inerti og tyngdekraft for alle objekter er ækvivalent, hvilket betyder, at alle kroppe falder på samme måde, når de udsættes for tyngdekraften, " hun sagde.

"Vores forskerhold gennemførte en kvanteversion af det skæve tårn."

Den nye tilgang blev først foreslået af Dr. Zych og Universitetet i Wien og det østrigske videnskabsakademi, professor Caslav Brukner.

"Vores test baserede sig på en unik kvantefunktion:superposition, "Sagde Dr Zych.

"I relativistisk fysik, den samlede masse af et system afhænger af dets indre energi.

"I kvanteteorien, et system kan optage to eller flere forskellige energistater 'på en gang'. Dette kaldes kvante -superposition, hvilket betyder, at et kvantesystem kan optage forskellige masseenergier samtidigt. "

Et team ledet af professor Guglielmo Tino fra University of Florence og Roms Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (National Institute for Nuclear Physics) designet og realiserede eksperimentet.

"Sfærerne i eksemplet på det skæve tårn i Galileo blev erstattet af rubidiumatomer, "Sagde Dr Zych.

"Tårnet blev erstattet af en ordning udviklet af professor Tinos team, der er baseret på Bragg atominterferometri.

"Eksperimentet bekræftede gyldigheden af ​​Einstein -ækvivalensprincippet for kvante -superpositioner med en relativ præcision på få dele pr. Milliard."