معادلاتي كه جهان را در كوچک‌ترين و بزرگ‌ترين مقياس‌ها توصيف می‌كنند – این‌که ذرات کوچک‌تر چگونه حرکت می‌کنند، یا این‌که فضا-زمان کیهان چگونه شکل خمیده به خود می‌گیرد – ناسازگاری اندک و عدم توازن مختصری را در تعداد ذرات معين در شرايط خاص پیش‌بینی می‌کنند.
اما کماکان لازم است این پدیده – با لفظ سنگین آنومالی مخلوط محوری-گرانشی – تحت بررسی و مشاهده فیزیکدانان قرار گرفته و تأیید شود. عدم تعادل ناچیز است مگر زمانی که انحراف فضا-زمان بسیار زیاد باش؛ مانند نزدیکی به سیاهچاله، یا لحظۀ پس از انفجار بزرگ (Big Bang).
اما تیمی بین‌المللی از دانشمندان این آنومالی را در همین نزدیکی، در زوریخ و در دستگاهی که خواص یک نوار فلزی کوچک را بررسی می‌کرد، کشف کردند.
یوهانس گوت (Johannes Gooth)، دانشمند مرکز تحقیقاتی IBM زوریخ و نویسندۀ اصلی مقاله‌ای که چهارشنبه در ژورنال Nature به‌چاپ رسید، می‌گوید:
تا به امروز هیچ راهی برای بررسی این اثر وجود نداشت.
آزمایش IBM فاقد سیاهچاله و حتی گرانش بود. در مقابل، از مواد عجیبی، معروف به نیمه‌رساناهای ویل (Weyl semimetals) استفاده کردند. این مواد به‌نام دانشمند آلمانی، هرمان ویل نامگذاری شده‌اند؛ چراکه برای اولین بار امکان استفاده از چنین موادی در معادلات او مشاهده‌شد.
حرکت الکترونی درون نوار نیمه‌رسانا، حکم همان معادلات فضا-زمان منحرف را به‌عنوان “آنومالی مخلوط محوری-گرانشی” دارد.
این پیشرفت می‌تواند در کاربردهای عملی در الکترونیک داشته‌باشد، همان‌طور که اختراع ترانزیستور منجر به اختراع به تراشه‌های رایانه‌ای شد.
برند گوسمن (Bernd Gotsmann)، فیزیکدان IBM و دیگر نویسندۀ این مقاله، می‌گوید:
این می‌تواند دری روبه مفاهیم جدید باشد.
وی افزود که هدف شرکت، تحقیق در زمینۀ استفاده از این آنومالی برای تولید برق از گرمای زباله‌ها بوده‌است.
ناهنجاری‌های گرانشی از معادلاتی به‌دست آمده‌اند که چگونگی تبدیل و زوال ذرات معروف به پیون (Pion) به گراویتون (Graviton/ذرات بنیادی که حامل نیروی جاذبه هستند) را در حرکت با سرعتی نزدیک به سرعت نور بررسی می‌کنند.
به‌طور معمول، قوانین فیزیکی مانع از بین رفتن پیون‌ها از این طریق می‌شوند. اما براساس نظریۀ نسبیت عام انیشتین، انحراف از فضا-زمان می‌تواند تعادل را به نفع این فروپاشی بر هم بزند.
یک پیون از دو جزء کوچک‌تر تشکیل شده‌است: کوارک (quark)، بلوک ساختمانی از پروتون‌ها و نوترون‌ها، و آنتی‌کوارک (antiquark)، معادل پادمادۀ کوارک.
بسیاری از ذرات ابتدایی، از جمله کوارک‌ها و آنتی‌کوارک‌ها، را می‌توان پیکان‌های دز نظر گرفت که می‌چرخند و در فضا سیر می‌كنند و چرخش آن‌ها می‌تواند در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف آن‌ها باشد.
معمولاً در فروپاشی پیون‌ها، تعداد ذره‌هایی که در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند دقیقاً برابر با تعداد ذراتی که خلاف جهت عقربه‌های ساعت در چرخشند.
اما ناهنجاری‌های ناشی از انحراف فضا-زمان، می‌توانند با تغییر جهت چرخش ذرات، باعث افزایش تعداد ذراتی شوند که در جهتی خاص می‌چرخند. پس از آن، با مهار محدودیت، اجازۀ تبدیل پیون‌ها به گراویتون‌ها را می‌دهد.
اما این آزمایش در حال حاضر غیرممکن است؛ چراکه فیزیکدانان هنوز موفق به یافتن یک گراویتون نیز نشده‌اند.
کارل لندستینر (Karl Landsteiner)، یکی از نویسندگان این مقاله و یک فیزیکدان انجمن فیزیک نظری اسپانیا، می‌گوید:
ما هرگز قادر به شناسایی این مورد نمی‌بودیم.
معادلات مشابه، برای دانشمندان فیزیک جامدات علاقه‌مند به مطالعۀ خواص الکترونیکی مواد نیز جالب‌توجه است.
در سیستم نیمه‌رسانای ویل به‌کاررفته در آزمایش، تفاوت دما در مشابه انحراف فضا-زمان است و میدان مغناطیسی، الکترون‌ها را براساس تفاوت در جهت چرخش تقسیم می‌کند.
دکتر Gooth می‌گوید:
اکنون می‌توانید به‌یک‌باره از تمام این مفاهیم در آزمایشگاه استفاده کنید.
دکتر Landsteiner معتقد است که حرکت الکترون‌ها در یک نیمه‌رسانا بسیار شبیه رفتار ماده در “افق رویداد” یک سیاهچاله است؛ جایی که کشش گرانشی چنان قوی است که حتی نور نمیتواند فرار کند.
نتیجۀ این آنومالی، حرکت تعداد بیشتری از الکترون‌های هم‌جهت از طرف گرم به طرف سرد نوار نیمه‌رساناست؛ عملی که منجر به تولید جریان الکتریکی می‌شود که در این آزمایش نیز اندازه‌گیری شد.
Subir Sachdev، فیزیکدان نظری دانشگاه هاروارد، که البته در این تحقیق شرکت نکرده‌است، در این زمینه می‌گوید:
نتیجه‌بخش بودن این تشابه بسیار هیجان‌انگیز می‌باشد. این گامی زیبا و مهم است.
دکتر Landsteiner معتقد است که این نتایج حاصل از نیمه‌رساناها، به‌نوبۀ خود، می‌توانند درک ما از سیاه‌چاله‌ها را بهبود بخشند.
این آزمایش هم‌چنین موفقیتی برای نظریۀ ریسمان (String Theory) است. اما این نظریه به دلیل غیرقابل بررسی بودن بیش‌بینی‌هایش بدنام شده‌است.
دکتر Landsteiner در این خصوص معتقد است که کاربرد نظریۀ ریسمان در برآورد این آنومالی پیش‌بینی‌شده بوده‌است.
این نتایج، پایه‌های نظریۀ ریسمان را به‌عنوان ابزاری فیزیکی، محکم می‌کنند. حتی برای من هم باورنکردنی است که که همۀ این‌ها کار می‌کنند، همه با هم اتفاق می‌افتند و می‌توانند به چیزی به‌سادگی جریانی الکتریکی در زمین تبدیل شوند.
