Nauka

Były poszukiwane przez naukowców od lat. Znaleźli je w nieoczekiwanym miejscu

Jakub Szczęsny
Były poszukiwane przez naukowców od lat. Znaleźli je w nieoczekiwanym miejscu
1

Po dekadach poszukiwań hipotetycznych grawitonów — w ogromnym uproszczeniu "nośników grawitacji" — naukowcy natknęli się na coś do nich podobnego. Przez lata szukano ich w kosmosie, ale nigdy nie zaobserwowano. Naukowcy z Uniwersytetu Princeton są bardzo blisko epokowego odkrycia.

Wszystko to stało się za sprawą pracy Lorena Pfeiffera i jego zespołu z Uniwersytetu Princeton. Jak wspomniałem wyżej, grawitony nigdy nie zostały bezpośrednio zarejestrowane w kosmosie, jednak eksperyment przeprowadzony z wykorzystaniem arsenku galu — półprzewodnika — wskazuje na istnienie cząstek, których charakterystyka przypomina właśnie grawitony. Stoimy przed niezwykłą szansą — potwierdzenie istnienia grawitonów pozwoliłoby naukowcom zintegrować ogólną teorię względności z mechaniką kwantową, które dotąd pozostawały ze sobą w pewnej sprzeczności.

Nie doszlibyśmy zapewne do tego etapu, gdyby nie pierwsze prace już w 1993 roku, kiedy to Loren Pfeiffer i jego koledzy, w tym naukowiec o "podejrzanie blisko brzmiącym nam nazwisku" - Aron Pinczuk (źródło wskazują, że był amerykańsko-argentyńskim naukowcem, nie jest jednak wykluczone, że miał polskie korzenie — czego nie udało mi się jednak potwierdzić, naukowiec zmarł w 2022 roku), rozpoczęli badania nad elektronami w półprzewodnikach. Pełny sukces przyszedł dopiero po wielu latach intensywnych eksperymentów, które doprowadziły do ujawnienia niezwykłego zachowania elektronów w ekstremalnych warunkach.

Nie udało się jeszcze zaobserwować grawitonów tam, gdzie ich się spodziewaliśmy. Natrafiliśmy na ich "ślad" dopiero w... półprzewodniku.

Półprzewodnik ten ujawnił dosyć ciekawą właściwość elektronów, które w reżimie kwantowym zachowywały się zupełnie inaczej niż w warunkach standardowych. W niskich temperaturach i silnym polu magnetycznym elektrony stawały się częścią czegoś na wzór "nieściśliwej cieczy", w której ich ruchy były ze sobą ściśle powiązane. Kluczowe było jednak spostrzeżenie, że te zgrupowania elektronów wykazywały właściwości przypominające spin grawitonowy — to zaś dotyczyło jak na razie jedynie tylko (co oczywiste) grawitonów. To, czego odkrycia dokonano to jednak nie poszukiwane od lat grawitony, można jednak powiedzieć o pewnym przełomie w kontekście próby ich wychwycenia.

Naukowcy związani z projektem zalecają jednak pewną ostrożność w kontekście tego odkrycia. Pomimo podobieństw między zachowaniem elektronów w arsenku galu a cechami grawitonów, nie można jednoznacznie stwierdzić, że odkryto same grawitony. Możliwe jednak, że doczekamy się "nowego otwarcia" w badaniach nad grawitacją i ostatecznie wprowadzić nieco ładu do teorii, które obecnie "trzęsą" fizyką jako dziedziną nauki. Lepiej potraktować to po prostu jak "zaproszenie" do dalszych badań i eksperymentów, które mogą ostatecznie doprowadzić nas do rozwiązania problemów, które dotąd dla fizyków były głównie zagadkami bez konkretnego wyjaśnienia.

I w ten właśnie sposób "zwykły" półprzewodnik ponownie stał się źródłem zachwytu wśród rzeszy naukowców z całego świata. Nie otrzymaliśmy dokładnie tego, czego chcieliśmy — czyli grawitonów. Ale pokazano nam, że "jest czego szukać". Teraz czas na potwierdzenie obserwacji dokonanych przez naukowców z Princeton oraz inne eksperymenty na bazie tego, co już udało się zrobić.

Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu