Kot Schrödingera w kosmosie
W projekcie "Quantum optomechanics for fundamental experiments in space" (QOFES) zgłębiano obszar między światem klasycznym a kwantowym, badając środowisko mikrograwitacyjne przestrzeni kosmicznej. Słynne zasady dynamiki Newtona, leżące u podstaw mechaniki klasycznej, są w pełni deterministyczne i oparte o badania obiektów makroskopowych. Znając położenie i prędkość cząstki w dowolnym czasie, można obliczyć jej wszystkie przeszłe i przyszłe położenia. Paręset lat później, równanie Schrödingera dotyczące tej tematyki wyjaśniło obserwacje związane z dwoistą naturą fali cząstki światła i materii. Opisuje ono trajektorię cząstki jako gęstość prawdopodobieństwa i tworzy podstawy mechaniki kwantowej. Mechanika kwantowa i ogólna teoria względności Einsteina wchodzą w konflikt, gdy chodzi o wcześniejszą koncepcję superpozycji. Zgodnie z mechaniką kwantową obiekt może znajdować się w dwóch stanach jednocześnie, z kolei teoria względności mówi, że obiekt zmuszony jest przyjąć jeden ze stanów. Teoria kwantowa została przetestowana i potwierdzona z dużą dokładnością w najmniejszej skali przy użyciu fotonów, gdzie grawitacja jest niepomijalna. Wymaga potwierdzenia z użyciem obiektów o większej masie, by została ogólnie uznana za prawdziwą. Zespół QOFES postanowił tego dokonać. Naukowcy opracowali protokół, propozycję MAQRO, do testowania superpozycji kwantowej w przestrzeni kosmicznej. Wykorzystuje on nanosfery unoszące się w optycznych potencjałach pułapkowania i środowisko mikrograwitacji w przestrzeni kosmicznej. Eksperyment umożliwia testowanie obiektów w znacznie większej skali. Eliminuje także ograniczenie wsparcia mechanicznego obiektu i wspomaga środowisko, w którym grawitacja jest niemożliwa do pominięcia. Sama propozycja, wraz z teoretycznymi badaniami wykonalności, definicją wymogów technicznych i wynikami pierwszych eksperymentów weryfikujących koncepcję doprowadziły dotychczas do sześciu publikacji i wzbudzenia powszechnego zainteresowania opinii publicznej. Niedawno powstało międzynarodowe konsorcjum MAQRO, które pracuje nad oficjalnym wnioskiem o finansowanie w ramach programu Cosmic Vision Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA). Projekt QOFES utorował drogę do realizacji przypuszczalnie najważniejszych eksperymentów w dziedzinie fizyki. Prace w ramach projektu umocniły wiodącą rolę Europy w dziedzinie eksperymentów kosmicznych, które prowadzą do ujawnienia fundamentalnej natury fizycznej wszechświata.
