Supraleiter könnten Physiker finden Sie "Schwere Teilchen" helfen.

Es möglich, Energie aus einem Vakuum unter Nutzung der Schwerkraft zu ziehen sein, sagt ein theoretischer Physiker.

Wenn es gelingt, zu zeigen, dass dies geschehen kann, könnte es beweisen die Existenz lange postulierte Graviton, das Teilchen der Schwerkraft, und vielleicht bringen die Wissenschaftler einen Schritt näher an eine "Theorie von allem" zu entwickeln, die erklären, wie das Universum funktioniert, von der kleinsten bis zum größten Skalen.

Die neue Forschung fand speziell, dass es möglich wäre, zu zeigen, dass Gravitonen vorhanden sind, durch die Verwendung von supraleitender Platten Messen ein Phänomen mit dem esoterischen Namen "die Schwerkraft Casimir-Effekt."

"Die aufregendste Sache über diese Ergebnisse, dass sie mit der heutigen Technologie getestet werden können", sagte Studienautor James Quach, ein theoretischer Physiker an der Universität Tokio, Leben-Wissenschaft.

Zeigen, dass Gravitonen existieren würde Hilfe Wissenschaftler, die schon lange gesucht haben, eine "Theorie von allem", die die Funktionsweise des Kosmos in seiner Gesamtheit beschreiben kann entwickeln. Derzeit verwenden sie die Theorie der Quantenmechanik zu erklären, das Universum auf der kleinsten Ebene und der allgemeinen Relativitätstheorie um zu erklären, das Universum auf dem größten Stand. Während die Quantenmechanik das Verhalten aller bekannten Teilchen erklären kann, beschreibt allgemeine Relativitätstheorie die Natur von Raum und Zeit und Schwerkraft.

Quantenmechanik legt nahe, dass Teilchen – einschließlich der schwer fassbaren Graviton – kann sowohl wie ein Teilchen oder eine Welle Verhalten.

Aber die Quantenmechanik zeigt auch, dass die Welt ein fuzzy, surreale Ort auf der kleinsten Ebene wird. Zum Beispiel Atome und anderen grundlegenden Bausteine des Universums tatsächlich gibt es in Staaten des Flusses bekannt als "Überlagerungen", was bedeutet, dass sie scheinbar gefunden werden, können zwei oder mehr Orte auf einmal, oder gleichzeitig in entgegengesetzte Richtungen drehen. [Verrückte Physik: die coolsten Teilchen in der Natur]

Da die Quantenmechanik legt nahe, dass jedes bestimmten Partikel werden wo man denkt, sondern vielmehr im wesentlichen könnte möglicherweise nicht überall, eines der vielen seltsamen Folgen dieser Theorie ist, dass enthalten was wie Vakuum (völlig leeren Raum) scheinen tatsächlich "virtuellen Teilchen", die regelmäßig ein-und Existenz pop. Diese geisterhaften Entitäten sind mehr als nur Theorie — sie können messbare Kräfte erzeugen.

Der Casimir-Effekt ist eine solche Kraft, und es kann gemessen werden, wie die Anziehung oder Abstoßung Kraft zwischen zwei Spiegeln, die wenige Nanometer (Milliardstel Meter) im Vakuum voneinander entfernt platziert werden. Die reflektierenden Oberflächen können tatsächlich bewegen, aufgrund von virtuellen Photonen oder Pakete des Lichts, die erscheinen und verschwinden aus dem Vakuum zwischen den spiegeln.

Im Prinzip kann der Casimir-Effekt nicht nur für Photonen, aber schwere Partikel als auch bewahrheiten d.h. Gravitonen könnte erscheinen und verschwinden aus dem Vakuum zwischen den spiegeln. Durch den Nachweis dieser Effekt, konnten Forscher daher beweisen, dass Gravitonen existieren. Im Gegenzug würde die Existenz von Gravitonen zeigen, dass Schwerkraft eine Quanten-Natur, in der Lage ist, verhält sich wie ein Teilchen und Welle. Dies wäre ein wichtiger Schritt bei der Vereinbarkeit von Quantenmechanik mit der allgemeinen Relativitätstheorie.

Solch ein "Schwerkraft Casimir-Effekt" ist schwer zu erkennen, weil gewöhnliche Materie, wie die Sachen normal Spiegel bestehen aus, spiegelt nicht Gravitonen fast wie es reflektiert das Licht. Jedoch sagte neuere theoretische Studien zeigen, dass Supraleiter Gravitonen reflektieren können, Quach.

Supraleiter sind Materialien, die Strom ohne Widerstand leiten. In Supraleitern verdichten sich Elektronen zu sogenannten eine Quanten-Flüssigkeit, die ohne zerstreuen Energie fließen kann.

In gewöhnlichen Materialien sind die negativ geladenen Elektronen und den positiv geladenen Atomkernen oder Ionen gehören sie zu allgemein angenommen, um entlang der gleichen Bahnen oder "Geodäsie" in der Raumzeit zusammenrücken. Jedoch in einem Supraleiter haben vorherige Studien vorgeschlagen, dass die Quanten-Flüssigkeit der Elektronen in den Supraleiter gemacht muss nicht unbedingt zusammen mit der Ionen in den Supraleiter bewegen Quach sagte.

Noch, die negativ geladenen Elektronen und den positiv geladenen Ionen in den Supraleiter, die einander anziehen. Wenn eingehende Gravitonen versuchen, zwingen die Elektronen und Ionen auf verschiedenen Pfaden bewegen die Anziehung zwischen Elektronen und Ionen zusammen halten kann, sagte verursachen Gravitonen, reflektiert zu bekommen, Quach.

In gewöhnlicher Materie ist die Schwerkraft Casimir-Effekt zu schwach, um zu erkennen, übt nur ein Hundertstel von einem Milliardstel einer Billionstel ein Billionstel des Betrags der Druck der Erdatmosphäre auf Höhe des Meeresspiegels. Im Gegensatz dazu kann mit Supraleitern, wenn die Schwerkraft Casimir-Effekt real ist, es eine Kraft, die etwa 10-mal stärker als alle erwarteten von virtuellen Photonen ausüben Quach sagte.

Es ist unbekannt, ob Supraleiter Gravitationswellen in der realen Welt reflektieren können. "Dies ist immer noch nur eine Theorie, und bis gibt es experimentelle Hinweise, sollten wir es nicht für die Tatsache, nehmen", sagte Quach. Noch, "Ich hoffe, dieses Experiment durchführen," fügte er hinzu.

Obwohl der Casimir-Effekt im wesentlichen Energie vom Vakuum ernten, stellte Quach, dass dies nicht bedeutet, dass die Vakuumenergie ist eine praktische Möglichkeit, die Welt macht.

"Der Casimir-Effekt ist sehr, sehr klein," sagte Quach. "Es braucht viel Mühe zu erkennen, geschweige denn als Energiequelle verwenden."

Quach detailliert seine Erkenntnisse Online-Februar 25 in der Fachzeitschrift Physical Review Letters.

Folgen Sie Leben-Wissenschaft @livescience , Facebook & Google + .