Ideja "Teorije vsega" je vabljiva - da bi lahko nekako razložili vse, kar je. Toda zdaj je raziskovalna skupina pod vodstvom znanstvenikov iz Imperial College London nepričakovano odkrila, da zdi, da tudi ta teorija strun napoveduje obnašanje zapletenih kvantnih delcev. Ker je to napoved mogoče preizkusiti v laboratoriju, raziskovalci trdijo, da lahko zdaj preizkusijo teorijo strun.
"Če poskusi dokažejo, da so naše napovedi o kvantnem zapletanju pravilne, bo to pokazalo, da teorija strun" deluje ", da napoveduje vedenje zapletenih kvantnih sistemov," je dejal glavni avtor študije profesor Mike Duff.
Teorija strun je bila prvotno razvita za opis temeljnih delcev in sil, ki sestavljajo naše vesolje, in je bila med fiziki priljubljena izbranka, da nam je omogočila uskladiti tisto, kar vemo o neverjetno majhnem iz fizike delcev, z našim razumevanjem zelo velikih naše študije kozmologije. Uporaba teorije za napovedovanje, kako se obnašajo zapleteni kvantni delci, je prva priložnost za preizkus teorije strun s poskusom.
Toda - vsaj za zdaj - znanstveniki ne bodo mogli potrditi, da je teorija strun pravzaprav način, kako razložiti vse to, samo če dejansko deluje.
"To ne bo dokaz, da je teorija strun prava" teorija vsega ", ki jo iščejo kozmologi in fiziki delcev," je dejal Duff. "Vendar bo teoretikom zelo pomembno, saj bo pokazal, ali teorija strun deluje, tudi če je njegova uporaba na nepričakovanem in nepovezanem področju fizike."
Teorija strun je teorija gravitacije, podaljšek Splošne relativnosti, klasična razlaga strun in branov pa je, da so kvantno mehansko vibrirajoče, podaljšane nabito črne luknje. Teorija domneva, da elektroni in kvarki znotraj atoma niso 0- dimenzijski predmeti, vendar 1-dimenzionalni nizi. Te strune se lahko premikajo in vibrirajo, kar daje opazovanim delcem njihov okus, naboj, maso in zavrti. Strune tvorijo zaprte zanke, razen če naletijo na površine, imenovane D-brane, kjer se lahko odpirajo v enodimenzionalne črte. Končne točke niza ne morejo prekiniti D-brane, vendar lahko drsijo po njem.
Duff je dejal, da je sedel na konferenci v Tasmaniji, kjer je kolega predstavljal matematične formule, ki opisujejo kvantno zapletenost, ko je nekaj spoznal. »Naenkrat sem prepoznal njegove formule kot podobne tistim, ki sem jih razvil nekaj let prej, ko sem uporabil teorijo strunov za opis črnih lukenj. Ko sem se vrnil v Veliko Britanijo, sem pregledal svoje zvezke in potrdil, da je matematika iz teh zelo različnih področij res identična. "
Duff in njegovi sodelavci so spoznali, da matematični opis vzorca zapletanja med tremi kiti spominja na matematični opis v teoriji strun določenega razreda črnih lukenj. Tako so z združevanjem svojega znanja o dveh najčudnejših pojavih v vesolju, črnih luknjah in kvantnem zapletu ugotovili, da lahko uporabljajo teorijo strun za izdelavo napovedi, ki bi ga lahko preizkusili. Z uporabo matematične teorije strun, ki opisuje črne luknje, so napovedali vzorec zapletanja, ki se bo zgodil, ko bodo štirje kvitovi zapleteni drug z drugim. (Odgovor na to težavo še ni bil izračunan.) Čeprav je to tehnično težko storiti, bi lahko vzorec zapletanja med štirimi zapletenimi kubiti izmerili v laboratoriju in natančnost te napovedi preizkusili.
Odkritje, da se zdi, da teorija strun napoveduje kvantno zapletanje, je povsem nepričakovano, a ker je kvantno zapletanje mogoče izmeriti v laboratoriju, to še pomeni, da lahko končno - raziskovalci preizkusijo napovedi na podlagi teorije strun.
Toda Duff je dejal, da ni očitne povezave, ki bi pojasnila, zakaj je teorija, ki se razvija za opisovanje temeljnega delovanja našega vesolja, koristna za napovedovanje obnašanja zapletenih kvantnih sistemov. "To nam morda govori nekaj zelo globokega o svetu, v katerem živimo, ali pa je le nekaj čudnega naključja," je dejal Duff. "Kakor koli, koristno je."
Vir: Imperial College London
