Эксперимент в подземной лаборатории Италии не обнаружил слабого излучения, которое предсказывает одна из моделей гравитационного разрушения квантовых состояний. Исследователи проводили измерения в течение 62 дней с помощью детектора, размещённого под горой. Полученный результат исключает проверенную версию теории, но не доказывает, что гравитация вообще не участвует в декогеренции.
Декогеренция объясняет, почему частицы способны находиться в суперпозиции разных состояний, тогда как крупные объекты подчиняются законам классической физики. «Один из самых глубоких вопросов современной физики заключается в том, почему странное квантовое поведение, управляющее атомами и элементарными частицами, исчезает в макроскопическом мире, который мы наблюдаем каждый день», — сказала Каталина Курчану, директор исследований и представитель коллаборации VIP Национальной лаборатории Фраскати Национального института ядерной физики Италии.
Основой проверяемой гипотезы стала идея венгерского физика Фридьеша Каройхази, предложенная в 1960-х годах. Он предположил, что пространство-время постоянно испытывает чрезвычайно малые флуктуации, постепенно разрушающие квантовые суперпозиции. Позднее исследователь FQxI Анджело Басси и его коллеги переработали эту модель так, чтобы её предсказания можно было проверить экспериментально.
Непосредственно измерить предполагаемые колебания пространства-времени невозможно. Однако, согласно модели, они должны вызывать у электрически заряженных частиц небольшие случайные ускорения и порождать крайне слабое электромагнитное излучение. Именно этот сигнал искали учёные, а его отсутствие стало способом проверить теорию.
Работу провели в Национальной лаборатории Гран-Сассо, расположенной под слоем горных пород толщиной 1,4 километра. Такое естественное экранирование снижает влияние космического излучения, способного скрыть искомый эффект. В эксперименте использовали кристалл высокочистого германия размером примерно с кофейную кружку, окружённый слоями меди и свинца; после обработки фонового излучения исследователи не нашли предсказанного моделью сигнала. Результаты опубликованы в New Journal of Physics.
«Отсутствие сигнала само по себе является важным научным результатом», — отметила Курчану. Измерения накладывают новые ограничения на объяснения квантовой декогеренции флуктуациями пространства-времени, но оставляют возможность других гравитационных механизмов. По словам физика-квантика Кристиана Пишиккьи, эксперимент не устанавливает существование минимальной длины, однако ограничивает одно из возможных физических проявлений неопределённости пространства-времени; исследование поддержал Институт фундаментальных вопросов через программу Consciousness in the Physical World (сознание в физическом мире).