Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf'tan (HZDR) teorik fizikçi Prof. Ralf Schützhold, kütleçekim dalgaları ile ışık arasında enerji transferi sağlayacak ve bu dalgaların manipüle edilmesine olanak tanıyacak çığır açıcı bir deney konsepti geliştirdi. Einstein'ın varlığını öngördüğü ve 2015'te ilk kez doğrudan gözlemlenen kütleçekim dalgaları, uzay-zamanda minik bozulmalara neden olur. Schützhold'un fikri, bu dalgaların sadece gözlemlenmekle kalmayıp, aynı zamanda henüz kanıtlanmamış kütleçekim değişim parçacıkları olan gravitonların kuantum doğasına dair yeni bilgiler sunması potansiyelini taşıyor. Bu yeni yaklaşım, kütleçekim ve kuantum mekaniği arasındaki ilişkiyi anlamak için önemli bir adım olabilir.
Schützhold'un konseptine göre, ışık dalgaları ile kütleçekim dalgaları karşılaştığında, ışık dalgalarından kütleçekim dalgalarına küçük enerji paketleri aktarılabilir. Bu transfer, ışık dalgasının enerjisini hafifçe azaltırken, kütleçekim dalgasının enerjisini aynı miktarda artırır. Bu enerji değişimi, bir veya daha fazla gravitonun enerjisine eşdeğerdir ve ışık dalgasının frekansında mikroskobik bir değişikliğe yol açar. Süreç tersine de işleyebilir; yani kütleçekim dalgası, ışık dalgasına enerji aktarabilir. Bu uyarılmış graviton emisyonu ve absorpsiyonu etkilerinin, önemli deneysel çabalarla ölçülebileceği düşünülüyor.
Bu deneyin gerçekleştirilmesi büyük ölçekli bir kurulum gerektiriyor. Schützhold'un hesaplamalarına göre, görünür veya yakın kızılötesi spektral aralıktaki lazer darbeleri, bir kilometre uzunluğundaki bir düzende iki ayna arasında bir milyon kez yansıtılabilir. Bu, yaklaşık bir milyon kilometrelik optik yol uzunluğu yaratacaktır. Bu büyüklükteki bir kurulum, ışık ve kütleçekim dalgaları etkileşime girdiğinde gravitonların absorpsiyonu ve emisyonundan kaynaklanan enerji değişimini ölçmek için yeterli olacaktır. Işık dalgasının frekansındaki bu son derece küçük değişiklikler, zekice tasarlanmış bir interferometre kullanılarak tespit edilebilir ve iki ışık dalgasının farklı frekans değişimleri deneyin başarısı için kritik öneme sahiptir.
Bu araştırma, kütleçekim dalgaları ve ışık arasındaki enerji transferini deneysel olarak gözlemleme potansiyeli sunarak, kütleçekimin kuantum doğası hakkındaki anlayışımızı derinleştirebilir.