Физики готовят эксперимент, который проверит теорию Эйнштейна

Команда ученых под руководством профессора физики Анны Сотер из «Цюрихского федерального технологического института» и «Института имени Пауля Шеррера» работает над уникальным экспериментом. Исследователи намерены измерить гравитационное взаимодействие мюона - элементарной частицы второго поколения, которая является более тяжелым аналогом электрона.

Суть научной проблемы

Согласно теории гравитации Альберта Эйнштейна, все тела в гравитационном поле падают с одинаковой скоростью, что известно как принцип эквивалентности гравитационной и инерционной масс. Однако до сих пор этот принцип подтверждался только для материи первого поколения. Ученые стремятся выяснить, распространяется ли это правило на частицы второго поколения.

Технические сложности и прорыв

Основная трудность заключается в том, что мюоны крайне нестабильны и распадаются за 2,2 микросекунды. Ранее источники мюония не позволяли проводить точные измерения из-за хаотичного движения частиц. Однако группе исследователей удалось получить «холодные» атомы мюония, которые движутся параллельно с одинаковой скоростью.

• Для охлаждения атомов до температуры, близкой к абсолютному нулю (-273 °C), ученые использовали сверхтекучий гелий.
• Результаты этого метода генерации атомов были опубликованы в журнале «Nature Physics».
• В ближайших планах команды - разработка интерферометра, который позволит зафиксировать влияние гравитации на пучок мюонов через волновые свойства частиц.

Первые испытания метода на атомном пучке запланированы на текущий год. Если они пройдут успешно, полноценный гравитационный эксперимент может состояться в течение двух-трех лет.