La meccanica quantistica e la teoria della relatività generale costituiscono il fondamento dell'attuale comprensione della fisica, eppure le due teorie non sembrano funzionare insieme. I fenomeni fisici si basano sulla relazione di movimento tra l'osservato e l'osservatore. Alcune regole valgono per i tipi di oggetti osservati e per quelli che osservano, ma quelle regole tendono a crollare a livello quantistico, dove le particelle subatomiche si comportano in modi strani.

Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato un quadro unificato che spiegherebbe questa apparente rottura tra fisica classica e quantistica, e lo hanno messo alla prova utilizzando un satellite quantistico chiamato Micius. Hanno pubblicato i loro risultati escludendo una versione della loro teoria il 19 settembre in Scienza .

Micius fa parte di un progetto di ricerca cinese chiamato Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), in cui i ricercatori possono esaminare la relazione con la fisica quantistica e classica utilizzando esperimenti di luce. In questo studio, i ricercatori hanno utilizzato il satellite per produrre e misurare due particelle entangled.

"Grazie alle avanzate tecnologie messe a disposizione da Micius, per la prima volta nella storia umana, siamo riusciti a eseguire un significativo esperimento ottico quantistico testando la fisica fondamentale tra la teoria quantistica e la gravità, " disse Jian-Wei Pan, autore di articoli e direttore del CAS center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics presso l'Università della Scienza e della Tecnologia della Cina

La teoria che Pan e il team hanno testato era che le particelle si sarebbero decorrelate l'una dall'altra mentre passavano attraverso regioni gravitazionali separate della Terra. Le diverse forze gravitazionali forzerebbero un'interazione quantistica che si comportava come farebbe il relativismo classico:la particella con gravità minore si muoverebbe con meno vincoli di quella con gravità maggiore.

Secondo Pan, questo "formalismo degli eventi" tenta di presentare una descrizione coerente dei campi quantistici così come esistono nello spaziotempo esotico, che contiene curve chiuse di tipo temporale, e spazio-tempo ordinario, che si comporta in relatività generale. Il formalismo degli eventi ha standardizzato il comportamento nella fisica quantistica e classica.

"Se osservassimo la deviazione, significherebbe che il formalismo degli eventi è corretto, e dobbiamo sostanzialmente rivedere la nostra comprensione dell'interazione tra la teoria quantistica e la teoria della gravità, " disse Pan. "Tuttavia, nel nostro esperimento, abbiamo escluso la versione forte del formalismo degli eventi, ma ci sono altre versioni da testare."

I ricercatori non hanno visto le particelle deviare dalle interazioni previste previste dalla comprensione quantistica della gravità, ma hanno in programma di testare una versione della loro teoria che consenta un po' più di flessibilità.

"Abbiamo escluso la versione forte del formalismo degli eventi, ma un modello modificato rimane una questione aperta, " disse Pan.

Per testare questa versione, Pan e il team lanceranno un nuovo satellite che orbiterà da 20 a 60 volte più in alto di Micius per testare un campo di forza di gravità più ampio.