Des physiciens d'Autriche et d'Australie ont décrit le principe d'équivalence d'Einstein dans le cadre de la mécanique quantique. Cette découverte permettra peut-être de résoudre les contradictions qui surviennent lorsque l'on tente de créer une théorie unifiée décrivant les interactions gravitationnelles et d'autres types d'interactions fondamentales. L'article de scientifiques a été publié dans la revue Nature Physics.
Selon le principe d'équivalence, dans un champ gravitationnel uniforme (sur la surface de la Terre) tous les corps se déplacent de la même manière que s'ils étaient dans un système de coordonnées uniformément accéléré en l'absence de gravitation (un ascenseur accélérant dans l'espace vide). En d'autres termes, les masses gravitationnelles et inertielles sont égales. Ce principe explique également pourquoi tous les corps, quelle que soit leur masse, tombent au sol avec la même accélération. Déplacer des corps de masse importante nécessite une force importante, mais ils sont plus fortement attirés par la gravité que les objets légers.
Le principe d'équivalence sous-tend la théorie générale de la relativité d'Einstein, mais il n'est applicable qu'au macrocosme. La mécanique quantique, qui explique les interactions fondamentales dans le microcosme, et la théorie de la gravité se sont avérées incompatibles, bien que chacune décrit les phénomènes physiques le plus précisément possible aux échelles appropriées. Ceci est en partie dû au fait qu'on ne savait pas comment le principe d'équivalence peut être appliqué aux particules fondamentales, qui, par exemple, peuvent être en superposition - simultanément dans deux états d'énergie mutuellement exclusifs.
Dans un nouveau travail, les scientifiques ont montré que le principe d'équivalence peut être satisfait dans le monde quantique. La nouvelle formulation permet une superposition d'états d'énergie et, puisque les énergies peuvent être exprimées en termes de masse, une superposition de masses. Ainsi, les physiciens ont postulé une équivalence entre la masse au repos, la masse d'inertie et la masse gravitationnelle de la particule. Cependant, les scientifiques notent que des recherches expérimentales seront nécessaires pour prouver le principe.