A „Minden elmélete” elképzelése csábító - hogy valahogy meg tudjuk magyarázni mindazt, ami van. Most azonban a londoni Imperial College tudósai által vezetett kutatócsoport váratlanul felfedezte, hogy a húr elmélet úgy tűnik, hogy megjósolja az összefonódott kvantumrészecskék viselkedését. Mivel ez az előrejelzés a laboratóriumban kipróbálható, a kutatók szerint most kipróbálhatják a húros elméletet.
"Ha a kísérletek bizonyítják, hogy a kvantum-összefonódáshoz kapcsolódó előrejelzéseink helyesek, akkor ez azt mutatja, hogy a húr elmélet" működik "az összefonódott kvantumrendszerek viselkedésének előrejelzésében" - mondta Mike Duff, a tanulmány vezető szerzője.
A húros elméletet eredetileg az univerzumunkat alkotó alapvető részecskék és erők leírására fejlesztették ki, és a fizikusok körében kedvelt versenyző volt, hogy összeegyeztethessük a részecskefizikából a hihetetlenül kicsivel kapcsolatos tudásunkat a nagyon nagyok megértésével. kozmológiai tanulmányaink. Az elmélet felhasználása az összegabalyodott kvantumrészecskék előrejelzésére az első lehetőséget arra, hogy kísérlettel teszteljék a húros elméletet.
De - legalábbis egyelőre - a tudósok nem tudják megerősíteni, hogy a Húr-elmélet valójában az a módja annak, hogy mindent megmagyarázjon, csak akkor, ha az ténylegesen működik.
"Ez nem bizonyítja, hogy a húr elmélet a helyes" mindent elmélet ", amelyet a kozmológusok és a részecskefizikusok keresnek" - mondta Duff. "Azonban nagyon fontos lesz az elméleti szakemberek számára, mert be fogja mutatni, hogy a húr-elmélet működik-e vagy sem, még akkor is, ha alkalmazása váratlan és független fizika területén történik."
A húrok elmélete a gravitáció elmélete, az általános relativitás kiterjesztése, és a húrok és korok klasszikus értelmezése az, hogy kvantummechanizmusban rezegnek, meghosszabbított töltésű fekete lyukak vannak. Az elmélet feltételezi, hogy az atomokon belüli elektronok és kvarkok nem 0- dimenziós tárgyak, de 1-dimenziós karakterláncok. Ezek a húrok mozoghatnak és rezeghetnek, így a megfigyelt részecskék ízét, töltését, tömegét és centrifugálását biztosítják. A húrok zárt hurkokat készítenek, hacsak nem találkoznak olyan felületekkel, úgynevezett D-branokkal, ahol 1-dimenziós vonalakká válhatnak. A húr végpontjai nem tudják letörni a D-bránt, de csúszhatnak rajta.
Duff elmondta, hogy Tasmaniában egy konferencián ül, ahol egy kolléga bemutatta azokat a matematikai képleteket, amelyek leírják a kvantum összekapcsolódását, amikor rájött valami. „Hirtelen felismertem a képleteit, mint amelyek hasonlók ahhoz, amelyeket néhány évvel korábban fejlesztettem ki, miközben húr-elméletet használtam a fekete lyukak leírására. Amikor visszatértem az Egyesült Királyságba, megnéztem a notebookomat és megerősítettem, hogy a nagyon különböző területek matematikája valóban azonos volt. ”
Duff és kollégái rájöttek, hogy a három kvbit közötti összefonódás mintájának matematikai leírása hasonlít egy adott fekete lyukak osztályának matematikai leírására, a húr elméletében. Így az univerzum két legfurcsabb jelenségének, a fekete lyukak és a kvantum-összefonódás ismereteinek ötvözésével rájöttek, hogy húr elmélettel képesek előállítani egy előrejelzést, amelyet tesztelni lehet. A fekete lyukakat leíró húrelméleti matematikát felhasználva megjósolták az összefonódás mintázatát, amely akkor fordul elő, ha négy kvbit egymásba fonódik. (A probléma megoldására korábban még nem számították ki.) Noha technikailag nehéz ezt megtenni, a laboratóriumban meg lehet mérni a négy összegabalyodott kvbit közötti összefutási mintát, és megvizsgálni ennek az előrejelzésnek a pontosságát.
Az a felfedezés, hogy a húr elmélete úgy tűnik, hogy előrejelzéseket készít a kvantumbeillesztésről, teljesen váratlan, de mivel a kvantum összegabalyodást meg lehet mérni a laboratóriumban, ez azt jelenti, hogy van mód - végül - a kutatók megpróbálhatják a jóslatok elmélet alapján történő előrejelzéseit.
Duff elmondta, hogy nincs nyilvánvaló kapcsolat azzal, hogy megmagyarázza, miért hasznos egy olyan elmélet, amelyet a világegyetem alapvető működésének leírására fejlesztenek ki az összefonódott kvantumrendszerek viselkedésének előrejelzésére. "Lehet, hogy valami nagyon mélyet mond nekünk arról a világról, amelyben élünk, vagy lehet, hogy nem több, mint egy furcsa véletlen egybeesés" - mondta Duff. "Mindkét esetben hasznos."
Forrás: Imperial College London
