Група учени са открили нови частици, които могат да разгадаят мистерията на една от най-мистериозните сили във Вселената – гравитацията. Изследването за първи път предоставя експериментални доказателства за съществуването на така наречените хирални гравитонни модове (CGM) в полупроводникови материали.
ОЩЕ: Открита е уникалната инсталация, разработена от Айнщайн за единствения му експеримент
CGM частиците по свойства наподобяват гравитоните – хипотетични елементарни частици, кванти, носители на гравитационното взаимодействие. Откритието дава на учените уникална възможност да изследват гравитоноподобните частици в лаборатория, което може да бъде ключът към обединяването на квантовата механика и теорията на относителността на Айнщайн.
Авторите на изследването отбелязват, че техният експеримент е първото експериментално потвърждение на концепцията за гравитоните, предложена като част от пионерската работа върху квантовата гравитация от 30-те години на миналия век, в система от кондензирана материя.
Откритието е направено в специфично състояние на материята, известно като течност с фракционен квантов ефект на Хол (FQHE), което представлява система от силно взаимодействащи електрони в двуизмерно пространство при силни магнитни полета и ниски температури. Такива електрони се подчиняват на така наречената квантова метрика, за която е предсказвано, че произвежда CGMs в отговор на светлината.
Разработената техника позволила на учените да наблюдават взаимодействието на специално поляризирана светлина с частици, въртящи се подобно на CGM. Наблюдаваните физически свойства на CGM, включително тяхната спин-2 природа, характерните енергийни разриви между основното и възбудените състояния и зависимостта от така наречените коефициенти на запълване, са в съответствие с прогнозите, основани на квантовата геометрия.
Откритието не само потвърждава съществуването на CGM, но също така може да стане мост между физиката на високите енергии, която работи в най-големите мащаби на Вселената, и физиката на кондензираната материя, която се фокусира върху изучаването на материали и техните уникални свойства на атомно ниво.
ОЩЕ: Айнщайн го смяташе за невъзможно: Физиците измериха гравитацията в квантов мащаб
В бъдеще изследователите планират да приложат разработените методики за изследване на течности с фракционен квантов ефект на Хол при по-високи енергийни нива и други квантови системи, където квантовата геометрия предсказва уникални свойства на колективни частици, такива като свръхпроводници.
