Lo scienziato del XVI secolo Galileo Galilei lanciò due sfere di massa diversa dalla sommità della Torre Pendente di Pisa per stabilire un principio scientifico.

Ora, quasi quattro secoli dopo, un team di fisici italiani ha applicato lo stesso principio agli oggetti quantistici utilizzando un nuovo metodo scientifico proposto dal fisico UQ Dr Magdalena Zych, segnalato oggi in Comunicazioni sulla natura .

Dottor Zych, dal Centro di eccellenza ARC per i sistemi quantistici ingegnerizzati, ha affermato che il lavoro potrebbe portare allo sviluppo di nuovi sensori con applicazioni nello studio delle eruzioni vulcaniche e dei terremoti, alla ricerca di giacimenti minerari, nella navigazione della Terra e dello spazio, e nelle misurazioni del tempo ad alta precisione, frequenza e accelerazione.

Il matematico e fisico Albert Einstein ha descritto il principio nel secolo scorso ed è diventato noto come "principio di equivalenza di Einstein" per gli atomi la cui massa è in uno stato di sovrapposizione quantistica.

Il dottor Zych ha affermato che il principio ha svolto un ruolo fondamentale nella comprensione della gravità e dello spazio-tempo da parte dei fisici.

"Il principio sostiene che la massa inerziale e gravitazionale totale di qualsiasi oggetto sono equivalenti, il che significa che tutti i corpi cadono allo stesso modo quando sono soggetti alla gravità, " lei disse.

"Il nostro team di ricerca ha condotto una versione quantistica del test della Torre Pendente".

Il nuovo approccio è stato proposto per la prima volta dal dott. Zych e dall'Università di Vienna e dal ricercatore dell'Accademia austriaca delle scienze, il professor Caslav Brukner.

"Il nostro test si è basato su una caratteristica quantistica unica:sovrapposizione, " ha detto il dottor Zych.

"Nella fisica relativistica, la massa totale di un sistema dipende dalla sua energia interna.

"Nella teoria quantistica, un sistema può occupare due o più diversi stati energetici 'contemporaneamente'. Questa si chiama sovrapposizione quantistica, il che significa che un sistema quantistico può occupare diverse energie di massa contemporaneamente".

Un team guidato dal professor Guglielmo Tino dell'Università di Firenze e dell'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare di Roma (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) ha progettato e realizzato l'esperimento.

"Le sfere nell'esempio della Torre Pendente di Galileo sono state sostituite da atomi di rubidio, " ha detto il dottor Zych.

"La torre è stata sostituita da uno schema sviluppato dal team del professor Tino che si basa sull'interferometria dell'atomo di Bragg.

"L'esperimento ha confermato la validità del principio di equivalenza di Einstein per le sovrapposizioni quantistiche con una precisione relativa di poche parti per miliardo".