Fizyka Klasyczna Może Wywoływać Splątanie Kwantowe, Kwestionując Teorię Grawitacji

Fizycy z Royal Holloway, University of London, przedstawili dowody na to, że klasyczne pola grawitacyjne są zdolne do wywoływania splątania kwantowego między materią, co podważa dotychczasowe założenia dotyczące konieczności kwantowej grawitacji do zaistnienia tego zjawiska. Badania, kierowane przez doktora Richarda Howla i magistranta Josepha Aziza, ukazały się w czasopiśmie Nature 22 października 2025 roku, rzucając nowe światło na dylemat zjednoczenia mechaniki kwantowej z Ogólną Teorią Względności Alberta Einsteina.

Inspiracją dla pracy Aziza i Howla był eksperyment myślowy zaproponowany przez Richarda Feynmana w 1957 roku, który zakładał, że splątanie grawitacyjne obiektu w superpozycji kwantowej z innym obiektem dowiodłoby istnienia grawitacji kwantowej. Dotychczasowe twierdzenia opierały się na założeniu, że klasyczna grawitacja może przekazywać jedynie informację klasyczną, a nie kwantową. Odkrycie badaczy z Royal Holloway sugeruje, że splątanie może zajść nawet przy braku kwantyzacji grawitacji, co jest sprzeczne z wcześniejszymi modelami.

W ujęciu fizyki klasycznej grawitacja jest opisana jako zakrzywienie czasoprzestrzeni, podczas gdy fizyka kwantowa postuluje, że siły fundamentalne są przenoszone przez dyskretne kwanty. Nowe wyniki wskazują, że interakcje między klasycznymi polami grawitacyjnymi a kwantowymi polami materii mogą generować zjawisko określane jako „quasi-splątanie”. Jest to słabsza forma splątania, która nie wymaga kwantyzacji grawitacji, a jest indukowana przez fizyczne, lokalne procesy, w tym wymianę wirtualnych kwantowych cząstek materii związanych z oddziaływaniem grawitacyjnym.

Efekt ten skaluje się inaczej niż przewidują to teorie grawitacji kwantowej, co dostarcza cennych informacji o parametrach niezbędnych do solidnego wykazania kwantowej natury grawitacji. Choć odkrycie nie obala koncepcji grawitacji kwantowej, poszerza ono rozumienie mechanizmów działania grawitacji: silniejsza korelacja może wskazywać na grawitację kwantową, podczas gdy słabsza może wynikać z oddziaływania klasycznego.

Implikacje dla badań empirycznych są znaczące, choć praktyczne testy napotykają trudności związane z dekoherencją. Istniejące eksperymenty stołowe, prowadzone przez grupy badawcze, takie jak te kierowane przez Markusa Aspelmeyera na Uniwersytecie Wiedeńskim oraz Sougato Bosego z University College London, które dążą do wykrycia pól grawitacyjnych generowanych przez coraz mniejsze masy, muszą teraz uwzględnić ten nowy mechanizm. Analiza pozostaje teoretyczna, a jej natychmiastowy wpływ empiryczny jest ograniczony do czasu przezwyciężenia barier eksperymentalnych.