Квантовая гравитация – это область теоретической физики, которая пытается описать гравитацию согласно принципам квантовой механики. Она имеет дело с ситуациями, в которых нельзя игнорировать ни гравитационные, ни квантовые эффекты, например, в окрестностях черных дыр или подобных компактных астрофизических объектов, таких как нейтронные звезды.
Однако до сих пор не существует удовлетворительной теории квантовой гравитации, которая бы объясняла, как гравитация взаимодействует с самыми маленькими частицами вселенной. Это приводит к проблемам и парадоксам в понимании природы пространства и времени на фундаментальном уровне.
Для того, чтобы приблизиться к решению этой загадки, группа ученых из разных стран провела уникальный эксперимент с использованием детектора IceCube – огромного массива оптических датчиков, замороженных в ледяной толще Южного полюса. IceCube предназначен для обнаружения нейтрино – элементарных частиц, которые почти не взаимодействуют с материей и могут пролетать сквозь Землю.
Ученые использовали IceCube для измерения времени прибытия нейтрино от различных источников в космосе, таких как сверхновые звезды или активные ядра галактик. Они предположили, что если квантовая гравитация существует, то она может вызывать небольшие флуктуации в скорости нейтрино в зависимости от их энергии. Это означает, что нейтрино с разной энергией могут прибывать на Землю с разной задержкой.
Анализируя данные IceCube за девять лет работы детектора, ученые не обнаружили никаких статистически значимых отклонений от ожидаемого времени прибытия нейтрино. Это позволило им поставить новые ограничения на возможные эффекты квантовой гравитации на малых масштабах. Они показали, что если квантовая гравитация существует, то ее влияние должно быть очень слабым и проявляться только на расстояниях порядка 10^-35 метров – так называемой планковской длины.
Эти результаты являются важным шагом в поиске теории квантовой гравитации и демонстрируют потенциал IceCube как инструмента для изучения фундаментальной физики. Ученые надеются, что в будущем они смогут улучшить свою чувствительность и проверить другие гипотезы о квантовой гравитации с помощью нейтрино.
Источник: SecurityLab