Kvantová fyzika je fascinujúci, ale komplikovaný predmet, ktorému treba porozumieť, a jednou z vecí, ktoré vystrašujú študentov fyziky, je koncept zapletenia. (V skutočnosti sú častice vo viacerých stavoch - napríklad sa točia vo viacerých smeroch - a dá sa povedať, že sú v jednom stave alebo inom, keď sa merajú.)
„Strašidelná akcia na diaľku“ je to, ako sa o nej údajne zmienil Albert Einstein. Tu je niečo nové: Julian Sonner, vedúci postdoktorandského výskumného pracoviska v Massachusetts Institute of Technology, viedol výskum, ktorý ukázal, že keď sa vytvoria dva z týchto kvarkov, teória strún vytvorí červiu dieru spájajúcu kvarky.
Podľa MIT by to mohlo pomôcť výskumníkom lepšie pochopiť súvislosť medzi gravitáciou (ktorá sa uskutočňuje vo veľkom meradle) a kvantovou mechanikou (ktorá sa uskutočňuje vo veľmi malom rozsahu). Podľa MIT to bolo pre fyzikov až doteraz veľmi ťažké „vysvetliť gravitáciu kvantovo-mechanickým spôsobom“, čo viedlo k obavám z toho, že by prišla s jednotnou teóriou zjednotenia vesmíru. Zatiaľ žiadne šťastie, ale veľa ľudí verí, že existuje.
„Existujú nejaké ťažké otázky kvantovej gravitácie, ktorým stále nerozumieme, a my sa týmto problémom zaoberáme už dlho,“ uviedol Sonner. "Potrebujeme nájsť tie správne cesty, aby sme pochopili tieto otázky."
Kvantové zapletenie znie tak cudzie našej skúsenosti, pretože sa zdá, že prekračuje rýchlosť svetla, čo porušuje Einsteinovu všeobecnú relativitu. (Rýchlostný limit sa, samozrejme, stále testuje, preto vedci boli tak nadšení, keď sa zdálo, že častice sa pohybovali rýchlejšie ako svetlo v experimente z roku 2011, ktorý bol neskôr odhalený kvôli chybnému senzoru.)
Takto však nový výskum pokračoval:
- Sonner preskúmal prácu Juan Maldacena z Inštitútu pre pokročilé štúdium a Leonarda Susskinda zo Stanfordskej univerzity. Fyzici skúmali, ako sa budú chovať spletené čierne diery. „Keď sa čierne diery zamotali a potom sa roztrhli, teoretici zistili, že to, čo sa vynorilo, bola červia diera - tunel v čase a priestore, o ktorom sa predpokladá, že je držaný pohromade gravitáciou. Zdá sa, že táto myšlienka naznačuje, že v prípade červí diery gravitácia vyplynie zo zásadnejšieho fenoménu zapletených čiernych dier, “uviedol MIT.
- Sonner sa potom rozhodol vytvoriť kvarky, aby zistil, či by mohol sledovať, čo sa stane, keď sa dva zamotajú. Pomocou elektrického poľa dokázal zachytiť dvojice častíc vychádzajúcich z vákuového prostredia s niekoľkými „prechodnými“ časticami.
- Raz zachytil častice a zmapoval ich z hľadiska časopriestoru (štvorrozmerný priestor). Poznámka: gravitácia je považovaná za piatu dimenziu, pretože sa môže ohýbať časopriestorom, ako vidíte na týchto obrázkoch galaxií nižšie.
- Sonner sa potom pokúsil prísť na to, čo by sa stalo v piatej dimenzii, keď boli kvarky zapletené do štvrtej dimenzie, pomocou koncepcie teórie strún nazývanej holografická dualita. „Aj keď hologram je dvojrozmerným objektom, obsahuje všetky informácie potrebné na to, aby predstavoval trojrozmerné zobrazenie. Holografická dualita je v podstate spôsob, ako odvodiť zložitejšiu dimenziu z nasledujúcej najnižšej dimenzie, “uviedol MIT.
- A podľa holografickej duality Sonner zistil, že sa vytvorí červia diera. Dôsledkom je tá gravitáciasámmôže pochádzať zo zapletenia týchto častíc a že ohyb, ktorý vidíme vo vesmíre, by bol tiež zapletený do zapletenia.
"Zatiaľ je to najzákladnejšie znázornenie, aké máme, keď zapletenie vedie k nejakej geometrii," uviedol Sonner. „Čo sa stane, ak dôjde k strate časti tohto zamotania a čo sa stane s geometriou? Existuje veľa ciest, ktoré je možné sledovať, av tomto zmysle sa táto práca môže ukázať ako veľmi užitočná. “
Výskum si môžete prezrieť v listoch Fyzická recenzia.
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology
