Фундаментальные силы, основные константы, гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые взаимодействия. Эксперименты, измерения, открытия, мнения.
Запутанность мгновенно приводит к возникновению червоточины, считают физики.
Квантовая запутанность является одной из наиболее странных теорий.
По существу, запутанностью называют состояние, в которое входят две частицы, каждая из которых занимает несколько состояний одновременно - это состояние называют суперпозицией. Например, обе частицы могут одновременно вращаться в одном направлении, например, по часовой стрелке. Но ни одна не имеет определенного состояния, пока не будет измерена, в результате чего другая частица моментально приобретает такое же соответствующее состояние. Полученные корреляции между частицами сохраняются, даже если они находятся на противоположных концах Вселенной.
Но что позволяет частицам общаться между собой мгновенно - и, казалось бы быстрее, чем со скоростью света - через такие огромные расстояния? Физики предложили ответ в виде «червоточин» или гравитационных туннелей . Группа показала, что если рассмотреть два запутанных кварка с помощью теории струн, можно "увидеть" червоточину, соединяющую пару.
Теоретические результаты поддерживают относительно это новое и интересное представление, в котором законы гравитации, которые держат вселенную не могут быть фундаментальным, они возникают от чего-то еще - от квантовой запутанности.
Запутанная паутина.
С тех пор как квантовая механика была впервые предложена более столетия назад, одной из проблем для физики поля было объяснение гравитации в квантово-механических терминах . В то время как квантовая механика работает очень хорошо в описания взаимодействий на микроскопическом уровне, она не в состоянии объяснить гравитацию - фундаментальное понятие теории относительности, предложенной Эйнштейном для описания макроскопического мира. В течение многих лет физики пытались придумать теорию квантовой гравитации, объединяющую оба поля .
Теория квантовой гравитации предполагает, что классическая гравитация не является фундаментальным понятием, как предположил Эйнштейн, а выходит из квантовой основы явления. В макроскопического контексте , это будет означать, что форма Вселенная обусловлена чем-то более фундаментальным, чем силы тяжести.
Вот где квантовая запутанность может сыграть свою роль. Может показаться, что концепция запутанности - одна из самых фундаментальных в квантовой механике - находится в прямом противоречии с общей теории относительности: двум запутанным частицы , "общающимся" на огромных расстояниях, приходится делать это на скоростях больших, чем скорость света - а это нарушение законов физики Эйнштейна.
Туннель в пятое измерение
В июле, физики Института перспективных исследований и Стэнфордского университета предложили теоретическое решение в виде двух запутанных черных дыр. Если бы было возможно запутать две черные дыры, то при растаскивании их возникла бы червоточина - туннель через пространство-время. Это, возможно, говорит о том, что гравитация выходит из фундаментального явления множества запутанных черных дыр.
Следом физики решают эту идею на уровне кварков - субатомных строительных блоков материи. Чтобы понять, что вытекает из двух запутанных кварков, были созданы кварки с использованием эффекта Швингера (такое понятие в квантовой теории, дающее возможность создать частицы из ничего). Точнее, этот эффект, называемый также "созданием пары", позволяет двум частицам выходить из вакуума, или супа переходных частиц. Под действием электрического поля можно "поймать пару частиц" прежде чем они исчезнут обратно в вакууме. После извлечения эти частицы считаются запутанными.
Физики нанесли на карту запутанные кварки в четырехмерном пространстве, которое считается существующим представлением пространства-времени. А гравитация, как полагают, в соответствии с законами Эйнштейна, действует на "сгибе" пространства-времени, тем самым открывая пятое измерение.
Чтобы понять, как геометрия пространства может проявиться в пятом измерении от запутанности кварков в четырех измерениях, физики ввели голографическую дуальность (понятие в теории струн). В то время как голограмма является двумерным объектом, она содержит всю информацию, необходимую для представления трехмерного изображения. По существу, голографическая двойственность является способом получения более сложного измерения от менее сложного.
Используя голографическую двойственность, физики вывели запутанные кварки и обнаружили, что создание запутанных кварков одновременно создает червоточину. Что еще более важно, результаты показывают, что существование гравитация может, по сути, вытекать из этого запутывания. Более того, геометрия или изгиб вселенной, как классически описывается гравитация, может быть следствием запутанности, например, между парами частиц, нанизанными на туннельные червоточины.
