Kvantefysikk er et fascinerende, men komplisert emne å forstå, og en av tingene som frikurer fysikkstudenter hver, er begrepet forviklinger. (I virkeligheten er partiklene i flere tilstander - for eksempel spinnende i flere retninger - og kan bare sies å være i en eller annen tilstand når de måles.)
"Spooky action på avstand" er hvordan Albert Einstein etter sigende refererte til den. Her er den nye biten om dette: Julian Sonner, senior postdoktorisk forsker ved Massachusetts Institute of Technology, ledet forskning som viser at når to av disse kvarkene opprettes, lager strengteori et ormhull som knytter kvarkene.
I følge MIT kan dette hjelpe forskere å bedre forstå forbindelsen mellom tyngdekraften (som foregår i stor skala) til kvantemekanikken (som foregår i veldig liten skala). Som MIT uttrykker det, har det frem til nå vært veldig vanskelig for fysikere å "forklare tyngdekraften i kvantemekaniske termer", noe som ga opphav til en opptatthet av å komme frem til en enkelt samlende teori for universet. Ikke noe hell ennå, men mange tror det eksisterer.
"Det er noen harde spørsmål om kvantetyngdekraft vi fremdeles ikke forstår, og vi har banket hodet mot disse problemene i lang tid," uttalte Sonner. "Vi må finne de rette inngangene til å forstå disse spørsmålene."
Kvanteforviklinger høres så fremmed ut for vår erfaring fordi det ser ut til å overskride lysets hastighet, noe som bryter med Einsteins generelle relativitet. (Hastighetsgrensen testes selvfølgelig, og det er grunnen til at forskere var så begeistret da det så ut til at partikler beveget seg raskere enn lys i et eksperiment fra 2011 som senere ble debunkert på grunn av en feil sensor.)
Uansett er det slik den nye forskningen gikk frem:
- Sonner undersøkte arbeidet til Juan Maldacena ved Institute for Advanced Study og Leonard Susskind fra Stanford University. Fysikerne så på hvor sammenfiltrede sorte hull ville oppføre seg. “Da de sorte hullene ble viklet sammen og deretter trukket fra hverandre, fant teoretikerne at det som dukket opp var et ormhull - en tunnel gjennom romtid som antas å holdes sammen av tyngdekraften. Ideen så ut til å antyde at når det gjelder ormehull, oppstår tyngdekraften fra det mer grunnleggende fenomenet med sammenfiltrede sorte hull, ”uttalte MIT.
- Sonner siktet da til å lage kvarker for å se om han kunne se hva som skjer når to er sammenfiltret med hverandre. Ved hjelp av et elektrisk felt kunne han fange par partikler som kom ut av et vakuummiljø med noen få "forbigående" partikler i seg.
- En gang han fanget partiklene, kartla han dem når det gjelder romtid (firedimensjonalt rom). Merk: Tyngdekraften antas å være den femte dimensjonen fordi den kan bøye rom-tid, som du kan se på disse bildene av galakser nedenfor.
- Sonner prøvde da å finne ut hva som ville skje i den femte dimensjonen når kvarker ble viklet inn i den fjerde dimensjonen, ved å bruke et strengteorikonsept kalt holografisk dualitet. ”Mens et hologram er et todimensjonalt objekt, inneholder det all nødvendig informasjon for å representere et tredimensjonalt syn. I hovedsak er holografisk dualitet en måte å utlede en mer kompleks dimensjon fra den neste laveste dimensjonen, ”uttalte MIT.
- Og det var under holografisk dualitet at Sonner fant at et ormhull ville bli opprettet. Betydningen er at tyngdekraftenseg selvkan komme ut av sammenfiltring av disse partiklene, og at bøyningen vi ser i universet, også skyldes sammenfiltringen.
"Det er den mest grunnleggende representasjonen som vi har der forviklinger gir opphav til en slags geometri," uttalte Sonner. “Hva skjer hvis noe av denne sammenfiltringen går tapt, og hva skjer med geometrien? Det er mange veier som kan forfølges, og i den forstand kan dette arbeidet vise seg å være veldig nyttig. ”
Du kan se forskningen i Physical Review Letters.
Kilde: Massachusetts Institute of Technology
