Η ιδέα της «Θεωρίας των πάντων» είναι δελεαστική - ότι θα μπορούσαμε κάπως να εξηγήσουμε όλα αυτά. Αλλά τώρα, μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής επιστήμονες από το Imperial College London ανακάλυψε απροσδόκητα ότι αυτή η θεωρία χορδών φαίνεται επίσης να προβλέπει τη συμπεριφορά των εμπλεγμένων κβαντικών σωματιδίων. Καθώς αυτή η πρόβλεψη μπορεί να δοκιμαστεί στο εργαστήριο, οι ερευνητές λένε ότι μπορούν τώρα να δοκιμάσουν τη θεωρία χορδών.
«Εάν τα πειράματα αποδείξουν ότι οι προβλέψεις μας σχετικά με την κβαντική εμπλοκή είναι σωστές, αυτό θα δείξει ότι η θεωρία χορδών« λειτουργεί »για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς των εμπλεγμένων κβαντικών συστημάτων», δήλωσε ο καθηγητής Mike Duff, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.
Η θεωρία χορδών αναπτύχθηκε αρχικά για να περιγράψει τα θεμελιώδη σωματίδια και δυνάμεις που απαρτίζουν το σύμπαν μας και υπήρξε ένας αγαπημένος διεκδικητής μεταξύ των φυσικών που μας επέτρεψε να συνδυάσουμε ό, τι γνωρίζουμε για την απίστευτα μικρή από τη φυσική των σωματιδίων με την κατανόησή μας για το πολύ μεγάλο από οι μελέτες μας για την κοσμολογία. Η χρήση της θεωρίας για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς των εμπλεγμένων κβαντικών σωματιδίων παρέχει την πρώτη ευκαιρία να δοκιμάσουμε τη θεωρία χορδών μέσω πειράματος.
Αλλά - τουλάχιστον προς το παρόν - οι επιστήμονες δεν θα είναι σε θέση να επιβεβαιώσουν ότι το String Theory είναι στην πραγματικότητα ο τρόπος για να εξηγήσει όλα αυτά, ακριβώς αν λειτουργεί πραγματικά.
«Αυτό δεν θα είναι απόδειξη ότι η θεωρία χορδών είναι η σωστή« θεωρία των πάντων »που αναζητούν οι κοσμολόγοι και οι φυσικοί σωματιδίων», δήλωσε ο Duff. "Ωστόσο, θα είναι πολύ σημαντικό για τους θεωρητικούς γιατί θα δείξει εάν η θεωρία χορδών λειτουργεί ή όχι, ακόμα και αν η εφαρμογή της βρίσκεται σε έναν απροσδόκητο και άσχετο τομέα της φυσικής."
Η θεωρία χορδών είναι μια θεωρία της βαρύτητας, μια επέκταση της Γενικής Σχετικότητας και η κλασική ερμηνεία των χορδών και των brane είναι ότι είναι κβαντικές μηχανικές δονήσεις, εκτεταμένες φορτισμένες μαύρες τρύπες. Η θεωρία υποθέτει ότι τα ηλεκτρόνια και τα κουάρκ εντός ενός ατόμου δεν είναι 0- διαστατικά αντικείμενα, αλλά μονοδιάστατες χορδές. Αυτές οι χορδές μπορούν να κινούνται και να δονούνται, δίνοντας στα παρατηρούμενα σωματίδια τη γεύση, τη φόρτιση, τη μάζα και την περιστροφή τους. Οι χορδές δημιουργούν κλειστούς βρόχους εκτός εάν συναντούν επιφάνειες, που ονομάζονται D-brane, όπου μπορούν να ανοίξουν σε μονοδιάστατες γραμμές. Τα τελικά σημεία της συμβολοσειράς δεν μπορούν να σπάσουν το D-brane, αλλά μπορούν να γλιστρήσουν πάνω του.
Ο Duff είπε ότι καθόταν σε ένα συνέδριο στην Τασμανία όπου ένας συνάδελφος παρουσίαζε τους μαθηματικούς τύπους που περιγράφουν την κβαντική εμπλοκή όταν συνειδητοποίησε κάτι. «Ξαφνικά αναγνώρισα τους τύπους του ως όμοιους με κάποιους που είχα αναπτύξει λίγα χρόνια νωρίτερα, ενώ χρησιμοποιούσα θεωρία χορδών για να περιγράψω τις μαύρες τρύπες. Όταν επέστρεψα στο Ηνωμένο Βασίλειο, έλεγξα τα σημειωματάριά μου και επιβεβαίωσα ότι τα μαθηματικά από αυτές τις πολύ διαφορετικές περιοχές ήταν πράγματι πανομοιότυπα. "
Ο Duff και οι συνάδελφοί του συνειδητοποίησαν ότι η μαθηματική περιγραφή του μοτίβου εμπλοκής μεταξύ τριών qubit μοιάζει με τη μαθηματική περιγραφή, στη θεωρία χορδών, μιας συγκεκριμένης κατηγορίας μαύρων οπών. Έτσι, συνδυάζοντας τη γνώση τους για δύο από τα πιο παράξενα φαινόμενα στο σύμπαν, τις μαύρες τρύπες και την κβαντική εμπλοκή, συνειδητοποίησαν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τη θεωρία χορδών για να παράγουν μια πρόβλεψη που θα μπορούσε να δοκιμαστεί. Χρησιμοποιώντας τα μαθηματικά της θεωρίας χορδών που περιγράφουν τις μαύρες τρύπες, προέβλεψαν το μοτίβο της εμπλοκής που θα συμβεί όταν τέσσερα qubit μπλέκονται το ένα με το άλλο. (Η απάντηση σε αυτό το πρόβλημα δεν έχει υπολογιστεί στο παρελθόν.) Αν και είναι τεχνικά δύσκολο να γίνει, το μοτίβο εμπλοκής μεταξύ τεσσάρων εμπλεγμένων qubits θα μπορούσε να μετρηθεί στο εργαστήριο και να ελεγχθεί η ακρίβεια αυτής της πρόβλεψης.
Η ανακάλυψη ότι η θεωρία χορδών φαίνεται να κάνει προβλέψεις για την κβαντική εμπλοκή είναι εντελώς απροσδόκητη, αλλά επειδή η κβαντική εμπλοκή μπορεί να μετρηθεί στο εργαστήριο, αυτό σημαίνει ότι υπάρχει τρόπος - τελικά - οι ερευνητές μπορούν να δοκιμάσουν τις προβλέψεις με βάση τη θεωρία χορδών.
Όμως, είπε ο Duff, δεν υπάρχει προφανής σύνδεση για να εξηγήσουμε γιατί μια θεωρία που αναπτύσσεται για να περιγράψει τις θεμελιώδεις λειτουργίες του σύμπαντός μας είναι χρήσιμη για την πρόβλεψη της συμπεριφοράς των εμπλεγμένων κβαντικών συστημάτων. «Αυτό μπορεί να μας λέει κάτι πολύ βαθύ για τον κόσμο που ζούμε, ή μπορεί να είναι κάτι περισσότερο από μια περίεργη σύμπτωση», δήλωσε ο Duff. "Είτε έτσι είτε αλλιώς, είναι χρήσιμο."
Πηγή: Imperial College London
