Physiker an der TU Wien haben ein Messverfahren entwickelt, das mit dem Einfluss der Gravitation auf Quantenzustände arbeitet: mit der Aufspaltung eines Quantenzustands in zwei Zustände durch die Gravitation.
Sie hält die Galaxien zusammen und uns auf dem Boden: Doch die Schwerkraft (Gravitation) ist an sich eine sehr schwache Kraft – dass sie uns so stark vorkommt, liegt daran, dass sie immer nur anziehend und nie abstoßend wirkt. So addieren sich die kleinen Beiträge sehr, sehr vieler Teilchen.
Freilich unterliegen auch Teilchen im atomaren Bereich, wo die Quantentheorie regiert, der Gravitation, aber das kann man für gewöhnlich vernachlässigen, so klein sind die Beiträge im Vergleich zu jenen des Elektromagnetismus (und, wenn's ums Innenleben des Kerns geht, der starken Kernkraft).
Doch Physiker an der TU Wien haben nun ein Messverfahren entwickelt, das just mit dem Einfluss der Gravitation auf Quantenzustände arbeitet, genauer: mit der Aufspaltung eines Quantenzustands in zwei Zustände durch die Gravitation. Sie lassen Neutronen bei sehr tiefen Temperaturen zwischen zwei Platten durchfliegen, wobei eine der Platten in einer gut kontrollierten Frequenz schwingt. Entspricht diese Frequenz genau der Energiedifferenz zwischen den beiden Quantenzuständen, dann tritt Resonanz ein: Das Neutron nützt die Schwingungsenergie, um in den höheren Zustand zu wechseln. So kann man die Differenz zwischen den beiden Zuständen sehr genau messen – und damit den Einfluss der Schwerkraft bzw. die Schwerkraft selbst (Nature Physics, 17. 4.).
Das ist spannend. Denn die Gravitation bei kleinen Abständen zu messen, ist notorisch schwierig. So schwierig, dass Theorien, nach denen die Gravitation bei kleinsten Abständen nicht mehr der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) gehorcht, bisher nicht prüfbar waren. Auch für diverse Theorien, die die Quantentheorie mit der ART einen, gibt es bisher keine Überprüfung. Das könnte sich mit der Neutronen-Methode ändern.