Учёные создали универсальный метод для поиска квантовых флуктуаций пространства-времени

Исследователи из Уорикского университета представили первую унифицированную методику для обнаружения «флуктуаций пространства-времени» — крошечных случайных искажений в структуре пространства-времени, предсказываемых теориями квантовой гравитации.

Работа, опубликованная в журнале Nature Communications, классифицирует эти флуктуации на три основные категории в зависимости от их поведения в пространстве и времени. Для каждой категории команда определила чёткие, измеримые сигналы, которые можно зафиксировать с помощью лазерных интерферометров — от крупных систем, таких как 4-километровый LIGO, до более компактных установок, разрабатываемых в Кардиффском университете (QUEST) и Калифорнийском технологическом институте (GQuEST).

Доктор Шармила Баламуруган, ведущий автор исследования, пояснила: «Наша работа впервые переводит абстрактные теоретические предсказания в конкретные, измеримые сигналы. Это означает, что мы можем теперь проверять целый класс предсказаний квантовой гравитации с помощью существующих интерферометров, не дожидаясь появления совершенно новых технологий».

Исследование показало, что настольные интерферометры, такие как QUEST, благодаря более широкой полосе частот могут предоставить более детальную информацию о флуктуациях, чем LIGO. При этом LIGO, благодаря длинным плечам, остаётся исключительно чувствительным инструментом для подтверждения самого факта существования таких флуктуаций.

Важным преимуществом новой методологии является её гибкость: она не зависит от какой-либо конкретной теории, объясняющей происхождение флуктуаций. Это позволяет использовать её не только для поиска квантовой гравитации, но и для исследования стохастических гравитационных волн, возможных сигналов тёмной материи и некоторых типов экспериментального шума.

Профессор Анимеш Датта подвёл итог: «В ближайшие годы мы сможем использовать этот подход для создания более совершенных настольных интерферометров, чтобы подтвердить или опровергнуть возможные теории квантовой гравитации и даже проверить новые идеи о тёмной материи».