Voor het eerst zien natuurkundigen lang voorspeld zwaartekrachteffect in de kwantumwereld

In dit artikel:

Natuurkundigen hebben voor het eerst rechtstreeks een voorspeld zwaartekrachteffect gemeten bij een vallend kwantumobject. De meting bevestigt dat Einsteins equivalentieprincipe ook standhoudt in de kwantumwereld, waar deeltjes zich als golven kunnen gedragen en meerdere paden tegelijk kunnen volgen.

Met de Quantum Galileo Interferometer splitsten onderzoekers een kwantumgolf van ultrakoude rubidiumatomen in twee delen. Eén deel bleef op zijn plaats, terwijl het andere vrij naar beneden viel. Daarna werden de golven samengevoegd. Uit het interferentiepatroon konden de onderzoekers het kleine faseverschil aflezen dat door de val was ontstaan. Dat verschil kwam exact overeen met Einsteins voorspelling voor een kwantumgolf.

Het equivalentieprincipe stelt dat zwaartekracht en versnelling lokaal niet van elkaar te onderscheiden zijn en dat iemand in vrije val gewichtloosheid ervaart. Het principe was al uitgebreid getest met gewone materie, maar nog niet op deze directe manier met een kwantumdeeltje. Aan het experiment werkten onder anderen onderzoekers van Ben-Gurion University of the Negev en Oxford mee, evenals Nobelprijswinnaar Roger Penrose.

De uitkomst verenigt kwantummechanica en zwaartekracht niet en bewijst evenmin dat zwaartekracht zelf een kwantumverschijnsel is. Wel levert het experiment een belangrijk aanwijzing dat Einsteins theorie ook op het grensvlak met de kwantumfysica blijft kloppen.