Le modèle Diósi-Penrose (DP) de l'effondrement de la fonction d'onde liée à la gravité. une, Selon la gravité quantique, une superposition quantique spatiale d'un système (sphère rouge) génère une superposition de différentes courbures de l'espace-temps (feuilles grises), correspondant aux différents emplacements possibles du système. Penrose soutient qu'une superposition de différents espaces-temps est instable et se désintègre dans le temps, ce qui fait que la fonction d'onde du système s'effondre également. Il fournit une estimation du temps d'effondrement comme indiqué dans l'équation (1), ce qui est plus rapide pour un système plus grand, similaire à celui suggéré plus tôt par Diósi. b, L'équation maîtresse du modèle DP (équation (3)) prédit non seulement l'effondrement de la fonction d'onde, mais aussi une diffusion brownienne omniprésente (représentée par la flèche grise) pour chaque constituant du système. Lorsque les constituants sont chargés (protons et électrons), la diffusion s'accompagne de l'émission de rayonnement (lignes orange ondulées), avec un spectre qui dépend de la configuration du système. Ceci est donné par l'équation (4) dans la plage ΔE = (10–10 5 ) keV des énergies des photons. L'émission de rayonnement prévue est faible mais potentiellement détectable par une expérience réalisée dans un environnement à très faible bruit. Nous avons effectué une telle expérience pour exclure la version originale sans paramètres du modèle DP. Crédit: Physique de la nature (2020). DOI :10.1038/s41567-020-1008-4
Une équipe de chercheurs d'Allemagne, L'Italie et la Hongrie ont testé une théorie qui suggère que la gravité est la force derrière l'effondrement quantique et n'ont trouvé aucune preuve pour la soutenir. Dans leur article publié dans la revue Physique de la nature , les chercheurs décrivent les expériences souterraines qu'ils ont menées pour tester l'impact de la gravité sur les fonctions d'onde et ce que leur travail leur a montré. Myungshik Kim, avec l'Imperial College de Londres a publié un article sur News &Views dans le même numéro, décrivant le travail de l'équipe et les implications de leurs résultats.
La physique quantique suggère que l'état d'un objet dépend de ses propriétés et de la façon dont il est mesuré par un observateur; l'expérience de pensée impliquant le chat de Schrödinger est peut-être l'exemple le plus célèbre. Mais la théorie n'est pas universellement acceptée - les physiciens se sont disputés pendant de nombreuses années sur la notion, certains affirmant que cela semble un peu trop anthropocentrique pour être réel. Derrière la théorie se trouve le concept d'effondrement de la forme d'onde, par lequel l'observation d'une particule, par exemple, le fait s'effondrer. Pour aider à donner un sens à l'idée, certains physiciens ont suggéré que la force derrière l'effondrement de la forme d'onde n'est pas une personne qui regarde une particule, mais la gravité. Ils suggèrent que les champs gravitationnels existent en dehors de la théorie quantique et résistent à des combinaisons maladroites telles que des superpositions. Un champ gravitationnel contraint de le faire s'effondre bientôt, emportant la particule avec elle. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont conçu une expérience pour tester cette théorie dans un sens physique.
L'expérience consistait à construire un petit détecteur à cristal en germanium et à l'utiliser pour détecter les émissions de rayons gamma et X des protons dans les noyaux du germanium. Mais avant de lancer l'expérience, ils ont enveloppé le détecteur dans du plomb et l'ont déposé dans une installation à 1,4 kilomètre sous le niveau du sol du laboratoire national du Gran Sasso en Italie pour empêcher autant de rayonnements étrangers que possible d'atteindre le capteur. Après deux mois d'essais, l'équipe a enregistré beaucoup moins de photons que la théorie ne le suggère, ce qui indique que les particules ne s'effondraient pas en raison de la gravité, comme la théorie l'avait suggéré.
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