211service.com
Quarks länkade av maskhål?
Kvantförtrassling är en av de mer bisarra teorierna som kommit ut ur studiet av kvantmekanik – faktiskt så konstigt att Albert Einstein berömt hänvisade till det som spöklik action på avstånd.
Hypotetiska genvägar genom universum, maskhål länkar samman olika punkter i rum-tid.
I huvudsak involverar intrassling två partiklar, som var och en upptar flera tillstånd samtidigt, till exempel samtidigt som de snurrar medurs och moturs. Men ingen av dem har ett bestämt tillstånd förrän det ena är mätt, vilket får den andra partikeln att omedelbart anta ett motsvarande tillstånd. De resulterande korrelationerna mellan partiklarna bevaras även om de finns i motsatta ändar av universum.
Men vad gör det möjligt för partiklar att kommunicera omedelbart – till synes snabbare än ljusets hastighet – över så stora avstånd?
Nu har en MIT-fysiker som tittar på intrassling genom linsen av strängteorin föreslagit ett svar: skapandet av två intrasslade kvarkar – materiens byggstenar – ger samtidigt upphov till ett maskhål som förbinder paret.
De teoretiska resultaten stärker den relativt nya och spännande idén att tyngdlagarna som håller ihop universum kanske inte är grundläggande utan uppstår istället från kvantförveckling.
Julian Sonner, senior postdoc vid MIT:s Laboratory for Nuclear Science and Centre for Theoretical Physics, har publicerat sina resultat i tidskriften Fysiska granskningsbrev .
För att se vad som kommer fram från två intrasslade kvarkar skapade han först en teoretisk modell av kvarkar baserad på Schwingereffekten – ett koncept inom kvantteorin som gör det möjligt att skapa partiklar ur ingenting. När de har extraherats från ett vakuum anses dessa partiklar vara intrasslade.
Sonner kartlade de intrasslade kvarkarna på ett fyrdimensionellt utrymme, ansett som en representation av rum-tid. Däremot tros gravitationen existera i nästa dimension, där den, enligt Einsteins lagar, verkar för att böja och forma rum-tid.
För att se vilken geometri som kan komma fram i den femte dimensionen från intrasslade kvarkar i den fjärde, använde Sonner det strängteoriska konceptet holografisk dualitet, som används för att härleda en mer komplex dimension från den näst lägsta dimensionen.
Han fann att det som uppstod var ett maskhål som förbinder de två intrasslade kvarkarna, vilket antyder att skapandet av kvarkar samtidigt skapar ett maskhål. Mer fundamentalt, säger han, kan gravitationen i sig vara ett resultat av intrassling. Dessutom kan universums geometri, som beskrivs av klassisk gravitation, vara en konsekvens av intrassling - par av partiklar som hopträds av tunnlar av maskhål.
Det är den mest grundläggande representationen hittills som vi har där intrassling ger upphov till någon sorts geometri, säger Sonner. Vad händer om en del av denna intrassling går förlorad, och vad händer med geometrin? Det finns många vägar som kan följas.