Klassieke Zwaartekracht Kan Kwantumverstrengeling Induceren, Tonen Onderzoekers Royal Holloway

Twee natuurkundigen van Royal Holloway, Universiteit van Londen, hebben aangetoond dat klassieke zwaartekrachtvelden in staat zijn om kwantumverstrengeling tussen materie te veroorzaken, zonder dat hiervoor een beroep op de theorie van kwantumzwaartekracht noodzakelijk is. Dit onderzoek, geleid door Dr. Richard Howl en promovendus Joseph Aziz, werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature op 22 oktober 2025. De bevindingen werpen een nieuw licht op de langdurige pogingen om de kwantummechanica en Einsteins Algemene Relativiteitstheorie te verenigen.

De onderzoekers stellen dat de interactie tussen klassieke zwaartekrachtvelden en de kwantumvelden van materie een fenomeen kan creëren dat zij 'quasi-verstrengeling' noemen. Dit is een subtiele vorm van verstrengeling die niet afhankelijk is van de kwantisering van de zwaartekracht zelf. De basis voor dit werk ligt in een gedachte-experiment dat de natuurkundige Richard Feynman in 1957 voorstelde. Traditioneel werd aangenomen dat het waarnemen van verstrengeling via zwaartekracht een onweerlegbaar bewijs zou zijn dat de zwaartekracht zelf kwantummechanisch is, aangezien klassieke zwaartekrachtinteracties geacht werden alleen klassieke informatie over te dragen.

Aziz en Howl breidden de beschrijving van materie binnen de bestaande stellingen uit naar het volledige raamwerk van de kwantumveldentheorie (QFT). Hun analyse toont aan dat zelfs met een klassiek zwaartekrachtveld, kwantumprocessen die gepaard gaan met virtuele deeltjes nog steeds verstrengeling kunnen genereren. Dr. Howl benadrukte dat de algemene aanname was dat kwantumzwaartekracht vereist was voor zwaartekracht om verstrengeling te veroorzaken, maar hun argumentatie suggereert dat klassieke zwaartekrachtvelden dit effect kunnen induceren tussen materie.

De onderzoekers stellen dat de effecten van deze quasi-verstrengeling anders schalen dan de effecten voorspeld door theorieën van kwantumzwaartekracht. Dit onderscheid is cruciaal voor het ontwerpen van experimenten: een sterk waargenomen effect wijst waarschijnlijk op kwantumzwaartekracht, terwijl een zwakkere correlatie verklaard kan worden door de klassieke interactie.

Deze ontdekking heeft significante implicaties voor lopende tafelexperimenten die gericht zijn op het detecteren van zwaartekrachtgeïnduceerde verstrengeling. Groepen onder leiding van Markus Aspelmeyer aan de Universiteit van Wenen en Sougato Bose aan University College London beogen de zwaartekrachtvelden van steeds kleinere massa's te meten om de kwantum-natuur van zwaartekracht te toetsen. Hoewel de praktische uitvoering van deze theorieën uitdagend blijft door decoherentie, uitte Dr. Howl optimisme dat de door Feynman gevisualiseerde experimenten binnen afzienbare tijd haalbaar zullen zijn, wat definitieve antwoorden zou kunnen bieden over de kwantumaard van de zwaartekracht.