Связь между червоточинами и квантовой запутанностью

связь

Эта трансгрессия так meta. Теоретические физики подделали связь между понятием запутанности — самой таинственного кванта механическая связь между двумя широко отделенными частицами — и та из червоточины — гипотетическая связь между черными дырами, служащая коротким путем через пространство. Понимание могло помочь физикам урегулировать квантовую механику и общую теорию относительности Эйнштейна, возможно самая великая цель в теоретической физике. Но некоторые эксперты утверждают, что связь является просто математической аналогией.

Запутанность связывает квантовые частицы так, чтобы игра с можно было немедленно влиять на другого. Согласно причудливым квантовым законам, управляющим субатомной сферой, крошечная частица может быть в двух противоположных условиях или государствах сразу.

Например, атом может прясть в одном направлении или другом — или вниз — или оба пути сразу. То двухстороннее государство длится только, пока вращение атома не измеряется, однако, в котором пункте это «разрушается» или в, или вниз заявите. Два атома могут тогда быть запутаны так, чтобы оба вращения два пути сразу, но их вращения полностью коррелируются, так, чтобы, например, они указали в противоположных направлениях. Затем если первый атом будет измерен и, как находить, будет вращением, то второй атом немедленно разрушится во вниз государство, даже если это будут световые годы далеко.

Червоточины, с другой стороны, являются предсказанием общей теории относительности Альберта Эйнштейна, описывающей, как крупные объекты деформируют пространство и время или пространство-время, для создания результатов, которые мы называем силой тяжести. Если объект является достаточно крупным, он может создать подобное трубе отверстие в пространстве-времени, столь крутом, что даже свет не может сбежать из него — черная дыра.

В принципе две широко отделенных черных дыры могут соединиться как компенсационные рожки трубы для создания короткого пути через пространство-время названным червоточиной.На первый взгляд запутанность и червоточины оба, кажется, предлагают путь вокруг изречения Эйнштейна, что ничто не может путешествовать быстрее, чем свет. Но в обоих случаях, та надежда разбита.

Запутанность не может использоваться для отправки сигналов быстрее, чем свет, потому что нельзя управлять выводом измерения на первом атоме и таким образом преднамеренно установить государство отдаленного. Точно так же нельзя пронестись через червоточину, потому что невозможно избежать черной дыры на другом конце. Однако, существует связь. В июне Хуан Мальдасена, теоретик в Институте Специального исследования в Принстоне, Нью-Джерси, и Леонарде Сасскинде, теоретике в Стэнфордском университете в Пало-Альто, Калифорния, предположил запутывать квантовые состояния двух черных дыр.

Они тогда предположили разделять черные дыры. Когда это происходит, они спорили, добросовестная червоточина формируется между этими двумя черными дырами.Это было, возможно, не настолько удивительно, потому что исследователи, начатые с черных дыр.

Но теперь две независимых бригады ученых говорят, что должно также быть возможно создать связь червоточины между двумя обычными квантовыми частицами, такими как кварк, составляющий протоны и нейтроны.Кристэн Дженсен из университета Виктории в Канаде и Андреаса Карха из университета Вашингтона, Сиэтла, начинает путем воображения запутанной пары антикварка кварка, проживающей в обычном 3D космосе, как они описали онлайн 20 ноября в Physical Review Letters. Эти два кварка убегает друг от друга, приближаясь к скорости света так, чтобы стало невозможно передать сигналы от одного до другого.

Исследователи предполагают, что 3D пространство, где кварк проживает, является гипотетической границей 4D мир. В этом 3D космосе запутанная пара связана своего рода концептуальной вереницей. Но в 4D пространство, вереница становится червоточиной.Джулиан Соннер из Массачусетского технологического института в Кембридже тогда полагается на работу Карча и Дженсена.

Он воображает пару антикварка кварка, трещащую в существование в сильном электрическом поле, тогда посылающем противоположно заряженные частицы, ускоряющиеся в противоположных направлениях. Соннер также находит, что запутанные частицы в 3D мире связаны червоточиной в 4D мир, как он также сообщил онлайн 20 ноября в Physical Review Letters.Для прибытия в этот результат Дженсен, Карч, и Sonner используют так называемый голографический принцип, понятие, изобретенное Maldacena, заявляющим, что квантовая теория с силой тяжести в данном космосе эквивалентна квантовой теории без силы тяжести в космосе с одним меньшим количеством измерения, составляющего границу оригинального пространства.

Другими словами, черные дыры в 4D пространство и червоточина между ними математически эквивалентны их голографическим прогнозам, существующим на границе в 3D. Эти прогнозы являются чрезвычайно элементарными частицами, функционирующими согласно законам квантовой механики без силы тяжести и вереницы, соединяющей их. “Червоточина и запутанная пара не живут в том же космосе”, говорит Карч.

Но, он добавляет, математически они эквивалентны.Но насколько большой понимание – это? Это зависит от того, кого Вы спрашиваете. Сасскинд и Молдэсена отмечают, что в обеих газетах, оригинальные квантовые частицы проживают в космосе без силы тяжести.

В упрощенной, 3D модели без силы тяжести нашего мира не может быть никаких черных дыр или червоточин, Сасскинд добавляет, таким образом, связь с червоточиной в более высоком размерном космосе является простой математической аналогией. Эквивалентность червоточины и запутанности “только целесообразна в теории с силой тяжести”, говорит Сасскинд.

Однако Карч и коллеги говорят, что их вычисления являются важным первым шагом к проверке теории Молдэсены и Сасскинда. Их игрушечная модель без силы тяжести, Карч говорит, “дает конкретная реализация идеи, что геометрия червоточины и запутанность могут быть различными проявлениями той же физической действительности».


Блог Александрии