Od ponad wieku fizycy starają się rozwikłać jedną z największych zagadek współczesnej nauki: czy grawitacja, podobnie jak inne fundamentalne siły, jest przenoszona przez wyspecjalizowane cząstki – tzw. grawitony. Chociaż cząstka ta pozostaje hipotetyczna, jej potencjalne odkrycie mogłoby zrewolucjonizować naszą wiedzę o fizyce i wszechświecie. Co ciekawe, naukowcy z Uniwersytetu w Sztokholmie opracowali eksperyment, który może wreszcie umożliwić schwytanie tej cząstki.

Grawitacja, choć na co dzień odczuwana, jest siłą niezwykle słabą w porównaniu do innych oddziaływań, takich jak elektromagnetyzm. Mimo to, zgodnie z teorią kwantową, każda z fundamentalnych sił powinna być przenoszona przez wyspecjalizowane cząstki – fotony przenoszą oddziaływania elektromagnetyczne, a grawitony mogłyby przenosić siły grawitacyjne. Fizycy, wzorując się na odkryciu fotonów, liczą, że grawitony również istnieją, choć ich wykrycie do tej pory pozostawało poza zasięgiem współczesnych technologii.

Naukowcy z zespołu prof. Igora Pikovskiego z Uniwersytetu w Sztokholmie proponują nowatorski eksperyment, który mógłby umożliwić schwytanie pojedynczych grawitonów. Ich metoda opiera się na tzw. efekcie gravito-fononowym, który można porównać do zjawiska fotoelektrycznego, gdzie energia jest wymieniana w postaci kwantowych skoków. W tym przypadku detektory rejestrowałyby maleńkie zmiany w energii, gdyby grawiton został pochłonięty przez specjalnie przygotowane urządzenie  .

Eksperyment wymaga niezwykle zaawansowanej technologii – badacze planują wykorzystać masywną aluminiową belkę o masie 1800 kg, schłodzoną niemal do zera absolutnego. Gdyby przez belkę przeszła fala grawitacyjna, wywołałaby subtelne drgania, które zarejestrowałyby czułe kwantowe czujniki. Tego typu detektory są jednak jeszcze w fazie rozwoju, ale postęp w technologii kwantowej może umożliwić ich wykorzystanie w niedalekiej przyszłości .

Co ciekawe, eksperyment ten będzie powiązany z istniejącymi obserwatoriami fal grawitacyjnych, takimi jak LIGO. Naukowcy zamierzają synchronizować dane z detektorami fal grawitacyjnych, aby zwiększyć szanse na wykrycie pojedynczego grawitonu w momencie przechodzenia fali . Jeśli ten eksperyment się powiedzie, będzie to jeden z najważniejszych przełomów w fizyce, mogący przyczynić się do stworzenia kwantowej teorii grawitacji, co zbliży nas do tzw. teorii wszystkiego.

Ostateczne potwierdzenie istnienia grawitonów mogłoby zrewolucjonizować naszą wiedzę o siłach fundamentalnych i umożliwić lepsze zrozumienie zjawisk takich jak czarne dziury czy Wielki Wybuch. Fizycy są podekscytowani możliwościami, jakie niesie za sobą rozwój technologii kwantowych, choć jednocześnie przyznają, że przed nimi wciąż wiele pracy, aby taki eksperyment stał się rzeczywistością .