Фізики-теоретики стверджують, що енергію можна черпати прямо з вакууму, використовуючи гравітацію. Якщо вченим вдасться показати, що це можливо, в довгостроковій перспективі це може вилитися в постулирование докази Гравітон, частки гравітації, і наблизити вчених на крок ближче до розробки «теорії всього», яка може пояснити роботу Всесвіту від найменших до найбільших масштабів.
Нове дослідження припускає, що може бути можливо показати існування Гравітон, використовуючи надпровідні пластини, які вимірюють явище з езотеричною назвою «гравітаційний ефект Казимира».
Демонстрація існування Гравітон може допомогти вченим, які давно прагнуть розробити «теорію всього» - універсальну теорію, що описує роботу космосу в цілому. В даний час вони використовують теорію квантової механіки, щоб пояснити роботу Всесвіту на самому крихітному рівні, і загальну теорію відносності, щоб пояснити роботу Всесвіту у всесвітніх масштабах. Квантова механіка може пояснити поведінку всіх відомих частинок, а загальна теорія відносності описує природу простору-часу і гравітації.
Квантова механіка передбачає, що частки - в тому числі і невловимий гравітон - можуть вести себе одночасно як частки і хвилі.
Але квантова механіка також показує, що світ стає нечітким і розпливчастим на найдрібніших рівнях. Наприклад, атоми і інші фундаментальні будівельні блоки існують в стані «суперпозиції», тобто мало не знаходяться в двох місцях одночасно або обертаються в протилежних напрямках, теж одночасно. Такі слідства квантової механіки.
Оскільки квантмех передбачає, що будь-яка з частинок може перебувати не там, де ми думаємо, а скоріше знаходиться відразу у всіх місцях, одним з багатьох дивних наслідків цієї теорії є те, що вакуум (абсолютно порожній простір) насправді містить «віртуальні частинки» , які регулярно з'являються і зникають. Ці примарні частки не просто теоретичні - вони можуть генерувати цілком відчутну силу.
Ефект Казимира - одна з таких сил, а її можна виміряти як силу тяжіння або відштовхування між дзеркалами, розміщеними в декількох нанометрів один від одного у вакуумі. Відображають поверхні можуть фактично рухатися, завдяки віртуальним фотонам, або часткам світла, які з'являються і зникають в вакуумі між двома дзеркалами.
В принципі, ефект Казимира може бути справедливим не тільки для фотонів, але і для гравітаційних частинок, а значить, що Гравітон можуть з'являтися і зникати в вакуумі між дзеркалами. Якщо цей ефект буде виявлений, вчені зможуть довести існування Гравітон. У свою чергу, наявність Гравітон показало б, що гравітація має квантової природою і може вести себе одночасно як частка і як хвиля. Це був би важливий крок в сторону узгодження квантової механіки з ОТО.
Такий «гравітаційний ефект Казимира» досить важко виявити, тому що звичайна матерія не відбиває Гравітон так само добре, як відбиває світло. Проте останні теоретичні дослідження показують, що Гравітон можуть відображати надпровідники.
Надпровідники - це матеріали, які проводять електрику з нульовим опором. У надпровідниках електрони конденсуються в так звану квантову рідину і можуть текти без розсіювання енергії.
У звичайних матеріалах, негативно заряджені електрони і позитивно заряджені атомні ядра або іони, яким вони належать, рухаються по одним і тим же траєкторіях. Проте в надпровідниках квантової рідини з електронів зовсім не обов'язково рухатися разом з іонами, каже Квач.
Однак негативно заряджені електрони і позитивно заряджені іони в надпровіднику будуть притягатися один до одного. Коли входять Гравітон намагаються змусити електрони і іони рухатися по різних шляхах, тяжіння між електронами і іонами може утримувати їх разом, потенційно приводячи до того, що Гравітон будуть від них відбиватися, каже Квач.
У звичайній матерії гравітаційний ефект Казимира занадто слабкий, щоб бути виявленим, він надає одну соту мільярда трильйона трильйонної величини тиску, що чиниться атмосферою Землі на рівні моря. У надпровідниках ж, якщо гравітаційний ефект Казимира реальний, він може надавати ефект в 10 разів сильніше, ніж очікується від віртуальних фотонів.
Залишається незрозумілим, чи можуть надпровідники відображати гравітаційні хвилі в реальному світі. «Це поки просто теорія, і поки не будуть проведені експерименти, ми не зможемо прийняти її як факт, - говорить Квач. - Проте я сподіваюся провести цей експеримент ».
Хоча ефект Казимира по суті дозволяє отримувати енергію з вакууму, Квач зазначає, що це не означає, що енергія вакууму може забезпечити енергією весь світ.
«Ефект Казимира дуже і дуже слабкий, - каже Квач. - Потрібно дуже багато зусиль, щоб його виявити, не кажучи вже про те, щоб використовувати його в якості джерела енергії ».
Втім, від використання цього ефекту в якості джерела тяги для космічних кораблів поки ніхто не відмовлявся.