Už je rok 2026 a ve fyzice je v podstatě stále vše při starém. Obecná relativita vládne železnou rukou v makrosvětě, zatímco mikrosvět je zcela v moci kvantové mechaniky. Oba tyto koncepty uspokojivě fungují – ve svých vymezených hranicích. Pokud byste ale chtěli hranice překročit nebo snad dokonce relativitu smířit s kvanty, pak hasíte hořící pánev plnou oleje vodou.
Fyzici ovšem – a budiž jim to ke cti – se jen tak nevzdávají. Ron Folman z Ben-Gurion University of the Negev a jeho spolupracovníci, včetně nobelisty Rogera Penroseho provedli průzkum bojem v divokém pohraničí mezi těmito dvěma navzájem naprosto cizími světy. Povedlo se jim poprvé pozorovat dlouho předpovídaný účinek gravitace na padající kvantový objekt.
Šlo o charakteristickou změnu kvantových vlastností atomů při pádu v gravitačním poli. Ještě lepší ale bylo, že měření přesně odpovídá tomu, co předpovídá Einsteinův princip ekvivalence, jeden ze základních pilířů obecné relativity, pokud jej aplikujeme na kvantový objekt.
Podle principu ekvivalence by pro pozorovatele ve volném pádu měla gravitace lokálně zmizet. Člověk, který by například volně padal ve výtahu, by zažíval stav beztíže. Tento koncept prošel důkladnými testy s běžnou hmotou. Zatím ale nebylo jasné, jak ho experimentálně ověřit u kvantových objektů, které se mohou chovat jako vlny a v jistém smyslu se pohybovat po více drahách současně.
Folman a spol. přivedli na scénu nové zařízení Quantum Galileo Interferometer. Dokáže neobvyklou věc. Rozdělí kvantovou vlnu spojenou s atomem na dvě dráhy, jednu část udrží na místě a druhou nechá volně padat. Potom obě části vlny znovu spojí. Vědci díky tomu mohli zjistit, jak gravitace padající kvantovou vlnu změnila.
Badatelé pracovali s oblaky atomů rubidia ochlazenými těsně nad absolutní nulu a manipulovali s nimi v bezprostřední blízkosti povrchu speciálně navrženého atomového čipu. Nejprve dostali ultrachladné atomy do kvantové superpozice pomocí mikrovlnných pulzů. Každý atom tím pádem mohl putovat dvěma různými drahami současně.
Poté vědci pomocí miniaturních elektrických vodičů na čipu vytvářeli nastavitelná magnetická pole, která sloužila k manipulaci s atomovými vlnami a k řízení experimentu. Nakonec použili interferenci pro měření kvantových fází opětovně spojených částí atomové vlny, přičemž výsledek přesně odpovídal předpovědi Einsteinova principu ekvivalence. Bylo to první přímé měření předpovězené kvantové fáze volně padajícího objektu.
Folman s kolegy ale současně varují, že jejich experiment nesjednocuje kvantovou mechaniku s gravitací a ani neříká, že samotná gravitace je kvantová. Byl to pro ně úspěšný začátek, po němž se pustili do ještě drsnějších experimentů, v nichž atomy rubidia nahrazují mnohem těžší nanodiamanty. Brzy se dozvíme víc!
Video: Ron Folman – Experiments at the interface of general relativity... (September 5, 2025)
Video: Ron Folman: Can a Rock be a Wave?
Literatura
Postkvantová teorie klasické gravitace smiřuje Einsteina s kvanty
Autor: Stanislav Mihulka (06.12.2023)
Vědci při honbě za kvantovou gravitací změřili gravitaci mikroskopického objektu
Autor: Stanislav Mihulka (26.02.2024)
Gravitace z entropie? Radikální přístup smiřuje kvanta a relativitu
Autor: Stanislav Mihulka (06.03.2025)
Nová kvantová teorie gravitace přibližuje teorii všeho
Autor: Stanislav Mihulka (06.05.2025)
Diskuze:
Gravitace do mikrosvěta nepatří
Zdeněk Červený,2026-09-05 10:29:27
Kvantový svět je zrnitý, věci (swapy) se tam dějí skokově. Ostře se zde rozlišuje “před” a “po” (interakci, měření). Neexistují, nerealizuji se zde nekonečně malé věci (body), ani spojité procesy, natož divergence. Rychle ubíhající čas vede narůstající krystal kauzality k pragmaticky uzavřeným, kvantovým konstrukcím. To vše je v ostrém kontrastu s představami GTR, která “pracuje” s oxymoronem reálných bodů, zázračně zrozenou nekonečnou a zázračně lineární časovou osou, na které ale není sto rozlišit minulou a budoucí fází prostoru, natož okamžik, proces přítomnosti. Její “determinismus” vyvrací dokonce i Darwin: k čemu by se vy/rozvíjelo vědomí, které v determinovaném prostředí, nedává to vůbec smysl. Teorie relativistické gravitace, stojí na konstantní! rychlosti světla, jejíž mechanismus, nosné médium, substrát popírá. To, že GTR spoléhá na pevnost “lešení” z elmag “konstant” (permeability a permitivity) vakua je přinejmenším sporné. Vratkost jejího “fundamentu” podtrhují i chatrné záplaty typu BB, BHs, DM… Nebo “rozpínání” prostoru: vypadají snad miliardy roků staré galaxie jinak? Nebo k nám někdy dorazil zmenšený elektron? Omlouvám se, trochu jsem odbočil... Gravitace je tak tedy spíše makroskopické pnutí, odezva na “zhutnění” / “zředění” struktury, kauzální sítě, rostoucí kostry fyzikálního prostoru.
Re: Gravitace do mikrosvěta nepatří
F M,2026-09-06 10:23:33
No vidíte a OTR má zase zářez, už zase, už by mohla potvora někde povolit.
Kvantové pojetí
Slavek Kočárek,2026-09-04 12:53:44
Kvantové pojetí je dvoukolejný pohled na řešení situace. Nastalý problém rozdělíme do dvou pohledů.Je-li váš problém nevěra, tak první pohled zaměříte na manželku. Rodina, děti, dlouhý vztah, vyprchávající kouzlo. Druhý pohled je na milenku. Často hezčí, mladší, žádostivější, mnohoslibná. Do kvantové teorie adrenalin nepatří, ale v životě právě on dokáže obě tyto linie, stejně jako kvantová gravitace opět spojí vlnu a částici, tyto pohledy spojit zpět do nové křehké rovnováhy. Kvantové myšlení není pro každého. Musíte umět na problém hledět s nadhledem.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
