Un esperimento proposto da un team di ricercatori potrebbe finalmente permettere di gettare uno sguardo fugace all’elusivo gravitone, se effettivamente esiste. La gravità è una forza che possiamo osservare facilmente guardando i movimenti delle stelle e dei pianeti attraverso un telescopio, o anche semplicemente spingendo un telescopio e osservandolo cadere a terra. Tuttavia, comprendere il meccanismo sottostante è molto più complesso e ha rappresentato una sfida per i fisici per diversi secoli.
Il principale problema attuale è che la gravità, a differenza delle altre forze, non è stata ancora quantizzata. Questo significa che, sebbene possiamo osservare gli effetti della gravità nel mondo macroscopico, come ad esempio l’interazione tra stelle e pianeti, non siamo ancora in grado di studiarla a livello delle particelle più piccole.
Al contrario, altre forze, come le forze deboli e forti, hanno particelle associate che sappiamo mediano l’interazione. Ad esempio, la forza debole è mediata dai bosoni W e Z, mentre la forza forte è mediata dai gluoni. Questo ha portato alcuni fisici a ipotizzare l’esistenza del gravitone, una particella che potrebbe mediarne l’interazione.
Anche se non è mai stata avvistata, i fisici hanno delle ipotesi su dove potrebbe essere trovata. Si ritiene che il gravitone potrebbe essere senza massa, poiché la gravità e le onde gravitazionali si propagano alla velocità della luce. Tuttavia, individuare singoli gravitoni è estremamente complicato.
Un esperimento fondamentale che sembrava impossibile fino a poco tempo fa potrebbe finalmente essere realtà. Igor Pikovski, professore di fisica presso l’Istituto di Tecnologia Stevens, ha spiegato che la configurazione dell’esperimento è sorprendentemente semplice, utilizzando un risonatore acustico e metodi di rilevamento dello stato energetico noti come rilevamento quantistico.
L’esperimento prevede l’utilizzo di un cilindro massiccio in alluminio raffreddato al suo stato quantico più basso. Quando un’onda gravitazionale lo attraversa, ad esempio da un evento astronomico come la fusione dei buchi neri, il cilindro dovrebbe subire delle distorsioni. Misurando le vibrazioni del cilindro, il team crede di poter rilevare variazioni minime di energia causate dall’assorbimento dei gravitoni.
Germain Tobar, uno studente di dottorato coinvolto nello studio presso l’Università di Stoccolma, ha aggiunto che osservando i salti quantistici nel materiale, potrebbe essere possibile dedurre l’assorbimento di un gravitone, definendo questo fenomeno come “effetto gravito-fononico”.
Anche se questa ricerca rappresenta un’idea promettente per lo studio del gravitone, al momento non siamo ancora pronti per confermare la sua esistenza. Tuttavia, i rapidi progressi tecnologici ci danno speranza che in futuro potremo ottenere risultati più significativi. Forse un giorno non troppo lontano saremo in grado di scoprire, o escludere, l’esistenza dell’elusivo gravitone.
Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.
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