Атоми падають під дією гравітації, але їхня квантова хвиля накопичує фазу, яку неможливо передбачити без об'єднання двох великих теорій. Міжнародна група фізиків уперше безпосередньо виміряла цю фазу в експерименті на атомному чіпі.
Експеримент провели в лабораторії Університету Бен-Гуріона в Негеві (Ізраїль) за участі вчених з Оксфорда, Ульма та інших центрів. До команди увійшов нобелівський лауреат Роджер Пенроуз. Дослідники використовували рубідієві атоми, охолоджені майже до абсолютного нуля, і маніпулювали ними на спеціальному атомному чіпі за допомогою мікрохвильових імпульсів та магнітних полів. Вони створили квантовий інтерферометр Галілея: розділили хвильову функцію атома на дві частини, одну утримали нерухомо, другу дозволили вільно падати, а потім знову звели шляхи та зареєстрували інтерференцію.
Результат збігся з передбаченням, яке випливає з принципу еквівалентності Ейнштейна, застосованого до квантової хвилі. Фаза, набрана падаючою частиною, точно відповідала очікуваній величині. Це перше пряме вимірювання квантової фази вільного падіння.
Уявіть два ідентичні човни, що стартували одночасно з однієї точки: один стоїть на місці, другий пливе за течією. Коли вони зустрічаються знову, різниця в пройденому шляху видна по зміщенню хвиль на воді. Тут роль течії відіграє гравітація, а роль хвиль — квантова фаза атома.
Експеримент не об'єднує квантову механіку та гравітацію і не доводить, що гравітація сама квантова. Він показує, що принцип еквівалентності залишається вірним у квантовому режимі. Робота опублікована 2 вересня 2026 року в журналі Science Advances.
Тепер у фізиків з'явився новий інструмент для перевірки меж застосовності квантової теорії в гравітаційних полях і для майбутніх тестів з важчими об'єктами.
