Квантовая гравитация остается одной из главных загадок науки. Она должна объединить две фундаментальные теории: общую теорию относительности, описывающую крупномасштабные объекты, и квантовую механику, объясняющую поведение мельчайших частиц, сообщают Новости мира инноваций.
Исследователи надеются, что разгадка кроется в нейтрино – частицах, которые почти не взаимодействуют с материей. Они способны беспрепятственно проходить сквозь всю планету, но в редких случаях сталкиваются с молекулами воды, вызывая слабое голубое свечение, известное как черенковское излучение. Именно этот эффект регистрирует подводная обсерватория KM3NeT.
Как работает подводный телескоп?
KM3NeT – это масштабный научный проект на дне Средиземного моря. В его состав входят два детектора, один из которых, ORCA, расположен у берегов Франции на глубине около 2,5 километров. Его задача – фиксировать нейтрино, прилетающие из космоса. Однако для изучения влияния квантовой гравитации важно не просто обнаружить эти частицы, но и проанализировать их поведение.
Загадочные превращения нейтрино
Особенность нейтрино в том, что они способны менять свою природу – этот процесс называется осцилляцией. Одна и та же частица может переходить из одного типа в другой. Это возможно благодаря тому, что нейтрино представляют собой комбинацию трех различных состояний. Пока эта система остается устойчивой, осцилляции происходят по предсказуемым законам.
Но некоторые гипотезы предполагают, что квантовая гравитация может разрушать эту устойчивость – явление называется декогеренцией. Если оно действительно существует, то осцилляции нейтрино будут происходить с нарушениями, делая их поведение менее предсказуемым.
Поиск следов квантовой гравитации
Физик Надя Лессинг из Университета Валенсии и ее коллеги изучили данные детектора ORCA, чтобы найти возможные признаки декогеренции. Однако никаких отклонений зафиксировано не было.
«Если квантовая гравитация действительно воздействует на нейтрино, то ее влияние настолько мало, что мы пока не можем его зафиксировать», – отмечает Лессинг.
Хотя исследование не выявило признаков декогеренции, оно помогло установить новые границы возможных эффектов квантовой гравитации и дало направление для дальнейших экспериментов.
Основные выводы:
- Нейтрино – почти неуловимые частицы, которые крайне редко вступают в взаимодействие с веществом.
- Подводный телескоп KM3NeT фиксирует нейтрино по их взаимодействию с водой.
- Эти частицы способны менять свою природу – явление называется осцилляцией.
- Квантовая гравитация, возможно, влияет на осцилляции, вызывая декогеренцию.
- Пока что доказательств этого эффекта не найдено, но исследования продолжаются.
Нейтрино по-прежнему остаются одними из самых загадочных частиц во Вселенной, и, возможно, именно они помогут раскрыть тайны квантовой гравитации.