Osservato per la prima volta un effetto della gravità, previsto da tempo, su un oggetto quantistico in caduta libera. Il risultato dimostra che un principio fondamentale della teoria della gravità di Einstein, il principio di equivalenza, è coerente con il comportamento della materia nel mondo quantistico. Lo studio è pubblicato sulla rivista Science Advances da un team internazionale che include il premio Nobel per la fisica Roger Penrose e che vede coinvolte l'Università Ben-Gurion del Negev, l'Università di Ulm e l'Università di Oxford.
Lo studio ha permesso di osservare una netta variazione delle proprietà quantistiche degli atomi durante la caduta libera sotto l'effetto della gravità. In pratica, l'effetto misurato è lo stesso previsto quando il principio di equivalenza di Einstein viene applicato a un oggetto quantistico. Il principio di equivalenza afferma che per un osservatore in caduta libera, la gravità dovrebbe annullarsi localmente: ad esempio, una persona in caduta libera in un ascensore dovrebbe sperimentare l'assenza di peso. Sebbene questa teoria abbia superato test molto precisi condotti sulla materia ordinaria, non era chiaro come potesse essere verificata sperimentalmente con oggetti quantistici, che possono comportarsi come onde e viaggiare lungo più di un percorso.
I ricercatori hanno utilizzato un nuovo strumento che hanno chiamato 'interferometro quantistico di Galileo'. Questo apparato ha permesso di dividere in due percorsi l’onda quantistica associata a un atomo, mantenere ferma una delle due mentre l’altra cadeva liberamente, e poi ricongiungerle per osservare come la gravità avesse modificato l’onda in caduta misurando la minuscola differenza di fase quantistica accumulata. L'esperimento è stato condotto utilizzando nuvole di atomi di rubidio raffreddati a temperature appena superiori allo zero assoluto e manipolati in prossimità della superficie di un chip atomico appositamente progettato. Sebbene precedenti esperimenti abbiano utilizzato particelle quantistiche per misurare la gravità, i ricercatori affermano che questa è la prima misurazione diretta della fase quantistica prevista per un oggetto in caduta libera.
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