Sextonde århundradets forskare Galileo Galilei kastade två sfärer med olika massa från toppen av det lutande tornet i Pisa för att fastställa en vetenskaplig princip.

Nu nästan fyra århundraden senare, ett team av italienska fysiker har tillämpat samma princip på kvantobjekt med hjälp av en ny vetenskaplig metod som föreslagits av UQ-fysikern Dr Magdalena Zych, rapporterade idag i Naturkommunikation .

Dr Zych, från ARC Center of Excellence for Engineered Quantum Systems, sade att arbetet kan leda till utvecklingen av nya sensorer med tillämpningar i studien av vulkanutbrott och jordbävningar, när du letar efter mineralfyndigheter, i navigering av jorden och rymden, och i högprecisionsmätningar av tid, frekvens och acceleration.

Matematikern och fysikern Albert Einstein beskrev principen förra seklet och den blev känd som "Einsteins ekvivalensprincip" för atomer vars massa är i ett kvantöverlagringstillstånd.

Dr Zych sa att principen spelade en viktig roll i fysikers förståelse av gravitation och rum-tid.

"Principen hävdar att den totala tröghets- och gravitationsmassan för alla föremål är ekvivalenta, vilket betyder att alla kroppar faller på samma sätt när de utsätts för gravitation, " Hon sa.

"Vårt forskarteam genomförde en kvantversion av testet med det lutande tornet."

Det nya tillvägagångssättet föreslogs först av Dr Zych och universitetet i Wien och forskaren vid Österrikes vetenskapsakademi professor Caslav Brukner.

"Vårt test förlitade sig på en unik kvantfunktion:superposition, " sa Dr Zych.

"I relativistisk fysik, den totala massan av ett system beror på dess inre energi.

"I kvantteorin, ett system kan uppta två eller flera olika energitillstånd "på en gång". Detta kallas kvantsuperposition, vilket betyder att ett kvantsystem kan uppta olika massenergier samtidigt."

Ett team ledd av professor Guglielmo Tino från universitetet i Florens och Roms Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Nationella institutet för kärnfysik) designade och realiserade experimentet.

"Sfärerna i Galileos lutande torn ersattes av rubidiumatomer, " sa Dr Zych.

"Tornet ersattes av ett schema utvecklat av professor Tinos team som är baserat på Bragg-atominterferometri.

"Experimentet bekräftade giltigheten av Einsteins ekvivalensprincip för kvantöverlagringar med en relativ precision av några delar per miljard."