Квантовая физика - захватывающий, но сложный предмет для понимания, и одна из вещей, которая волнует студентов-физиков, - это концепция запутанности. (В действительности, частицы находятся в нескольких состояниях - например, вращаются в нескольких направлениях - и можно сказать, что они находятся в том или ином состоянии, только когда они измеряются.)
«Жуткое действие на расстоянии» - так, по сообщениям, упоминал об этом Альберт Эйнштейн. Вот что нового об этом: Джулиан Соннер, старший научный сотрудник Массачусетского технологического института, руководил исследованиями, показывающими, что при создании двух из этих кварков теория струн создает червоточину, связывающую кварки.
Согласно MIT, это может помочь исследователям лучше понять связь между гравитацией (которая имеет место в большом масштабе) и квантовой механикой (которая имеет место в очень маленьком масштабе). По словам Массачусетского технологического института, до сих пор физикам было очень трудно «объяснить гравитацию в терминах квантовой механики», что вызвало озабоченность созданием единой объединяющей теории для Вселенной. Пока не повезло, но многие считают, что оно существует.
«Есть некоторые сложные вопросы квантовой гравитации, которые мы до сих пор не понимаем, и мы долго бились в эти проблемы», - заявил Соннер. «Нам нужно найти правильные пути для понимания этих вопросов».
Квантовое запутывание звучит так чуждо нашему опыту, потому что кажется, что оно превышает скорость света, что нарушает общую относительность Эйнштейна. (Конечно, ограничение скорости все еще проверяется, поэтому ученые были так взволнованы, когда выяснилось, что частицы движутся быстрее света в эксперименте 2011 года, который позже был разоблачен из-за неисправного датчика.)
Во всяком случае, так продолжалось новое исследование:
- Соннер ознакомился с работой Хуана Мальдасена из Института перспективных исследований и Леонарда Сусскинда из Стэнфордского университета. Физики смотрели на то, как поведут себя запутанные черные дыры. «Когда черные дыры были запутаны, а затем разорваны, теоретики обнаружили, что возникла червоточина - туннель в пространстве-времени, который, как считается, удерживается вместе гравитацией. Казалось, эта идея предполагает, что в случае с червоточинами гравитация возникает из более фундаментального явления запутанных черных дыр », - заявил MIT.
- Затем Соннер начал создавать кварки, чтобы посмотреть, сможет ли он посмотреть, что происходит, когда двое запутались друг с другом. Используя электрическое поле, он смог поймать пары частиц, выходящих из вакуумной среды с несколькими «переходными» частицами в нем.
- Как только он поймал частицы, он нанес их на карту в терминах пространства-времени (четырехмерного пространства). Примечание: гравитация считается пятым измерением, потому что она может изгибать пространство-время, как вы можете видеть на этих изображениях галактик ниже.
- Затем Соннер попытался выяснить, что произойдет в пятом измерении, когда кварки запутались в четвертом измерении, используя концепцию теории струн, называемую голографической двойственностью. «Хотя голограмма является двумерным объектом, она содержит всю информацию, необходимую для представления трехмерного изображения. По сути, голографическая двойственность - это способ вывести более сложное измерение из следующего низшего измерения », - заявил MIT.
- И именно в голографической двойственности Соннер обнаружил, что будет создана червоточина. Подразумевается, что гравитациясамможет возникнуть из-за запутывания этих частиц, и что изгиб, который мы видим во вселенной, также будет вызван запутыванием.
«Это самое основное представление, которое у нас есть, когда запутанность порождает какую-то геометрию», - заявил Соннер. «Что произойдет, если часть этой запутанности будет потеряна, и что происходит с геометрией? Есть много дорог, по которым можно идти, и в этом смысле эта работа может оказаться очень полезной ».
Вы можете просмотреть исследование в Physical Review Letters.
Источник: Массачусетский технологический институт
