Kvantefysik er et fascinerende, men alligevel kompliceret emne at forstå, og en af de ting, der hver især bringer fysikstuderende til side, er begrebet forvikling. (I virkeligheden er partiklerne i flere tilstande - f.eks. Spinding i flere retninger - og det kan kun siges at være i en eller anden tilstand, når de måles.)
”Uhyggelig handling på afstand” er, hvordan Albert Einstein efter sigende henviste til den. Her er den nye bit om dette: Julian Sonner, en senior postdoktorisk forsker ved Massachusetts Institute of Technology, førte forskning, der viser, at når to af disse kvarker oprettes, skaber strengteori et ormhul, der forbinder kvarkerne.
I følge MIT kunne dette hjælpe forskere med bedre at forstå forbindelsen mellem tyngdekraft (som finder sted i stor skala) til kvantemekanik (som finder sted i meget lille skala). Som MIT udtrykker det, har det indtil nu været meget svært for fysikere at "forklare tyngdekraften i kvantemekaniske termer", hvilket giver anledning til en optagelse af at komme med en enkelt samlende teori for universet. Ingen held endnu, men mange mennesker tror, at det eksisterer.
"Der er nogle hårde spørgsmål om kvantetyngdekraft, som vi stadig ikke forstår, og vi har banket hovedet mod disse problemer i lang tid," udtalte Sonner. ”Vi er nødt til at finde de rigtige veje til forståelsen af disse spørgsmål.”
Kvanteforviklinger lyder så fremmed for vores oplevelse, fordi det ser ud til at overskride lysets hastighed, hvilket krænker Einsteins generelle relativitet. (Hastighedsgrænsen testes naturligvis stadig, hvorfor forskere var så begejstrede, da det så ud til, at partikler bevægede sig hurtigere end lys i et 2011-eksperiment, der senere blev debunkert på grund af en defekt sensor.)
Alligevel, sådan gik den nye forskning videre:
- Sonner undersøgte værket af Juan Maldacena fra Institute for Advanced Study og Leonard Susskind fra Stanford University. Fysikerne kiggede på, hvordan sammenfiltrede sorte huller ville opføre sig. ”Da de sorte huller var sammenfiltret og derefter trukket fra hinanden, fandt teoretikerne ud af, at det, der kom frem, var et ormhul - en tunnel gennem rumtid, der menes at holdes sammen af tyngdekraften. Ideen syntes at antyde, at når det drejer sig om ormehul, opstår tyngdekraften fra det mere grundlæggende fænomen med sammenfiltrede sorte huller, ”udtaler MIT.
- Sonner begyndte derefter at oprette kvarker for at se, om han kunne se, hvad der sker, når to er sammenfiltret med hinanden. Ved hjælp af et elektrisk felt var han i stand til at fange par partikler, der kom ud af et vakuummiljø med et par "forbigående" partikler deri.
- Når han først fangede partiklerne, kortlagde han dem med hensyn til rumtid (firedimensionelt rum). Bemærk: Tyngdekraften antages at være den femte dimension, fordi den kan bøje rum-tid, som du kan se i disse billeder af galakser nedenfor.
- Sonner forsøgte derefter at finde ud af, hvad der ville ske i den femte dimension, når kvarkerne var viklet ind i den fjerde dimension ved hjælp af et strengteorikoncept kaldet holografisk dualitet. ”Mens et hologram er et to-dimensionelt objekt, indeholder det al den information, der er nødvendig for at repræsentere en tredimensionel visning. I det væsentlige er holografisk dualitet en måde at udlede en mere kompleks dimension fra den næste laveste dimension, ”sagde MIT.
- Og det var under holografisk dualitet, at Sonner fandt, at et ormehul ville blive oprettet. Betydningen er, at tyngdekraftensig selvkan komme ud af sammenfiltring af disse partikler, og at den bøjning, vi ser i universet, også skyldes sammenfiltringen.
”Det er den mest basale repræsentation endnu, som vi har, hvor sammenfiltring giver anledning til en slags geometri,” sagde Sonner. ”Hvad sker der, hvis noget af denne sammenfiltring går tabt, og hvad sker der med geometrien? Der er mange veje, der kan forfølges, og i den forstand kan dette arbejde vise sig at være meget nyttigt. ”
Du kan se forskningen i Physical Review Letters.
Kilde: Massachusetts Institute of Technology
