Kvantfysik är ett fascinerande men ändå komplicerat ämne att förstå, och en av de saker som lurar fysikstudenter varje är begreppet förvirring. (I verkligheten är partiklarna i flera tillstånd - snurrar i flera riktningar, till exempel - och kan bara sägas vara i ett eller annat tillstånd när de mäts.)
"Spooky action på avstånd" är hur Albert Einstein enligt uppgift hänvisade till det. Här är den nya biten om detta: Julian Sonner, en senior postdoktorisk forskare vid Massachusetts Institute of Technology, ledde forskning som visar att när två av dessa kvarkar skapas, skapar strängteori ett maskhål som kopplar samman kvarkarna.
Enligt MIT kan detta hjälpa forskare att bättre förstå kopplingen mellan tyngdkraften (som äger rum i stor skala) till kvantmekanik (som sker i mycket liten skala). Som MIT uttrycker det fram till nu har det varit mycket svårt för fysiker att "förklara tyngdkraften i kvantmekaniska termer", vilket ger upphov till en upptäckt av att komma med en enda förenande teori för universum. Ingen tur än, men många tror att det finns.
"Det finns några svåra frågor om kvanttyngd som vi fortfarande inte förstår, och vi har bankat våra huvuden mot dessa problem under lång tid," sade Sonner. "Vi måste hitta rätt väg för att förstå dessa frågor."
Kvantförvirring låter så främmande för vår erfarenhet eftersom det verkar överskrida ljusets hastighet, vilket kränker Einsteins allmänna relativitet. (Hastighetsgränsen testas naturligtvis fortfarande, varför forskarna var så upphetsade när det verkade att partiklar rör sig snabbare än ljus i ett 2011-experiment som senare debunkades på grund av en felaktig sensor.)
Hur som helst, så här fortsatte den nya forskningen:
- Sonner undersökte arbetet med Juan Maldacena vid Institute for Advanced Study och Leonard Susskind från Stanford University. Fysikerna tittade på hur sammantrasslade svarta hål skulle bete sig. ”När de svarta hålen var förvirrad och sedan dras isär, fann teoretikerna att det som kom fram var ett maskhål - en tunnel genom rymdtid som tros hållas samman av tyngdkraften. Idén tycktes tyder på att, i fallet med maskhål, tyngdkraften kommer från det mer grundläggande fenomenet med sammantrasslade svarta hål, ”uttalade MIT.
- Sonner började sedan skapa kvarkar för att se om han kunde se vad som händer när två är förvirrad med varandra. Med hjälp av ett elektriskt fält kunde han fånga par partiklar som kom ut ur en vakuummiljö med några "övergående" partiklar i sig.
- När han fångat partiklarna kartlade han dem med avseende på rymdtid (fyrdimensionellt rymd). Obs: Tyngdkraften tros vara den femte dimensionen eftersom den kan böja rymdtid, som du ser i dessa bilder av galaxer nedan.
- Sonner försökte sedan räkna ut vad som skulle hända i den femte dimensionen när kvarkar var förvirrad i den fjärde dimensionen med ett strängteorikoncept som kallas holografisk dualitet. ”Medan ett hologram är ett tvådimensionellt objekt, innehåller det all information som krävs för att representera en tredimensionell vy. I huvudsak är holografisk dualitet ett sätt att härleda en mer komplex dimension från nästa lägsta dimension, ”uttalade MIT.
- Och det var under holografisk dualitet som Sonner fann att ett maskhål skulle skapas. Implikationen är att tyngdkraftensigkan komma från intrassling av dessa partiklar, och att den böjning vi ser i universum också skulle bero på förvirring.
"Det är den mest grundläggande representation som vi hittills har där förfiltring ger upphov till någon slags geometri," uttalade Sonner. ”Vad händer om en del av denna förvirring förloras, och vad händer med geometri? Det finns många vägar som kan följas, och i den meningen kan detta arbete visa sig vara till stor hjälp. ”
Du kan se forskningen i Physical Review Letters.
Källa: Massachusetts Institute of Technology
