211service.com
Kwarki połączone tunelami czasoprzestrzennymi?
Splątanie kwantowe jest jedną z najbardziej dziwacznych teorii, które wyłoniły się z badań mechaniki kwantowej – tak dziwne, że Albert Einstein nazwał to słynną akcją na odległość.
Hipotetyczne skróty we wszechświecie, tunele czasoprzestrzenne łączą oddzielne punkty w czasoprzestrzeni.
Zasadniczo splątanie obejmuje dwie cząstki, z których każda zajmuje wiele stanów jednocześnie, na przykład jednocześnie obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Ale żadna z nich nie ma określonego stanu, dopóki jeden nie zostanie zmierzony, co powoduje, że druga cząstka natychmiast przyjmuje odpowiedni stan. Powstałe korelacje między cząstkami są zachowane, nawet jeśli znajdują się na przeciwległych końcach wszechświata.
Ale co umożliwia cząsteczkom natychmiastową komunikację — pozornie szybszą niż prędkość światła — na tak ogromnych odległościach?
Teraz fizyk z MIT patrzący na splątanie przez pryzmat teorii strun zaproponował odpowiedź: powstanie dwóch splątanych kwarków – cegiełek budulcowych materii – jednocześnie powoduje powstanie tunelu czasoprzestrzennego łączącego tę parę.
Wyniki teoretyczne potwierdzają stosunkowo nową i ekscytującą ideę, że prawa grawitacji utrzymujące razem wszechświat mogą nie być fundamentalne, ale wynikają z splątania kwantowego.
Julian Sonner, starszy staż podoktorski w Laboratorium Nauki Jądrowej MIT i Centrum Fizyki Teoretycznej, opublikował swoje wyniki w czasopiśmie Fizyczne listy kontrolne .
Aby zobaczyć, co wyłania się z dwóch splątanych kwarków, najpierw stworzył teoretyczny model kwarków oparty na efekcie Schwingera — koncepcji w teorii kwantowej, która umożliwia tworzenie cząstek z niczego. Po wyjęciu z próżni cząstki te są uważane za splątane.
Sonner zmapował splątane kwarki na czterowymiarowej przestrzeni, uważanej za reprezentację czasoprzestrzeni. W przeciwieństwie do tego, uważa się, że grawitacja istnieje w następnym wymiarze, gdzie zgodnie z prawami Einsteina zagina i kształtuje czasoprzestrzeń.
Aby zobaczyć, jaka geometria może wyłonić się w piątym wymiarze ze splątanych kwarków w czwartym, Sonner zastosował koncepcję dualizmu holograficznego teorii strun, używaną do wyprowadzania bardziej złożonego wymiaru z następnego, najniższego wymiaru.
Odkrył, że wyłonił się tunel czasoprzestrzenny łączący dwa splątane kwarki, co sugeruje, że powstanie kwarków jednocześnie tworzy tunel czasoprzestrzenny. Mówiąc bardziej fundamentalnie, sama grawitacja może być wynikiem splątania. Co więcej, geometria wszechświata opisana przez grawitację klasyczną może być konsekwencją splątania — par cząstek połączonych ze sobą przez tunele tunelowe.
To najbardziej podstawowa reprezentacja, jaką mamy, gdzie splątanie daje początek jakiejś geometrii, mówi Sonner. Co się stanie, jeśli część tego splątania zostanie utracona i co stanie się z geometrią? Istnieje wiele dróg, którymi można się poruszać.