بیگ بنگ: با همکاری تنی چند از فیزیکدانان و ریاضیدانان، قدمی بزرگ در یکی‌ کردن نسبیت عام و مکانیک کوانتومی برداشته شد. محققان با توضیح اینکه چطور فضا- زمان از درهم‌تنیدگی کوانتومی در یک نظریه‌ی بنیادی‌تر پدیدار شده، استفاده کردند.

به گزارش بیگ بنگ، فیزیکدانان و ریاضیدانان مدت زمان زیادی است که به دنبال نظریه‌ی همه چیز می‌گردند که بتواند نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را با هم ادغام کند. نسبیت عام به توضیح گرانش و پدیده‌هایی در مقیاس بزرگ مثل دینامیک ستاره‌ها و کهکشان‌ها می‌پردازد. در حالی که مکانیک کوانتومی پدیده‌های میکروسکوپی در مقیاس‌های مولکولی و درون اتمی را توضیح می‌دهد.

اصل هولوگرافی به عنوان یک ویژگی اساسی از یک نظریه‌ی همه چیز موفق در نظر گرفته شده است. اصل هولوگرافی توضیح می‌دهد که گرانش در یک ظرفیت سه بعدی، می‌تواند توسط مکانیک کوانتومی بر روی یک سطح دو بعدی توضیح داده شود. بخصوص که حجم سه بعدی باید از سطح دو بعدی پدیدار شود. درک دقیق مکانیک کوانتومی برای ظهور حجم از سطح، دور از فهم بوده است.

مقاله‌ی این کشف توسط “هیروسی اوگوری”، رپیس بخش تحقیقات دانشگاه کاولی توکیو به همراه “ماتیلده مارکولی” ریاضیدان موسسه‌ی فناوری کَلتِک و دانشجویان فارغ التحصیل شده، جنیفر لین و بوگدان استوسیا قرار است در مجله‌ی Physical Review Letters در بخش پیشنهادات ویراستاری برای جذب علاقه به نتایج اعلام شده و موفقیت‌های در مقاله برای منتشر کردن اطلاعات بخصوص برای خوانندگانی که در رشته یا حوزه‌های دیگری فعالیت می‌کنند، منتشر شود.

“اوگوری” و همکارانش فهمیده‌اند که درهم‌تنیدگی کوانتومی کلید حل این مسئله است. با استفاده از نظریه‌ی کوانتوم (که شامل گرانش نمی‌شود)، آنها نشان داده‌اند چطور می‌شود با استفاده از داده‌های درهم‌تنیدگی کوانتومی بر روی سطح دو بعدی، چگالی انرژی‌ای را حساب کرد که منبعی از برهم‌کنش‌های گرانشی در محیط‌های سه بعدی است. این مورد قابل مقایسه با تشخیص وضعیت درون بدن شما با نگاه کردن به عکس‌های اشعه ی ایکس بر روی ورقه‌های دو بعدی است. این به آنها اجازه داد تا ویژگی‌های جهانی درهم‌تنیدگی کوانتومی را به عنوان شرایطی بر روی چگالی انرژی‌ای که باید توسط هر نظریه‌ی کوانتومی از گرانش جبران شود توضیح دهند؛ بدون اینکه صریحا گرانش در آن نقشی داشته باشد.

 اهمیت درهم‌تنیدگی کوانتومی قبلا اعلام شده است ولی نقش دقیق آن در پیدایش فضا- زمان تا موقع انتشار مقاله‌ی اوگوری و همکارانش مشخص نبود. درهم‌تنیدگی کوانتومی پدیده‌ای است که به وسیله‌ی آن کوانتوم، می‌تواند پدیده‌هایی مثل چرخش یا قطبی‌شدگی (ایجاد دو قطب) از ذرات را در موقعیت‌های متفاوت که نمی‌شود آنها را جداگانه توضیح داد را شرح دهد. اندازه‌گیری و عمل بر روی یک ذره باید بر روی ذره‌ی دیگر هم عمل کند، چیزی که اینشتین به آن عملی مرموزانه در فاصله می‌گفت. کار اوگوری و همکارانش نشان می‌دهد که این درهم‌تنیدگی کوانتومی، بُعدهای اضافی از نظریه‌ی گرانشی را ایجاد می‌کند.

“هیروسی اوگوری” می‌گوید: قبلا اینطور تصور می‌شد که درهم‌تنیدگی کوانتومی به مسئله‌های عمیق در یگانگی نسبیت عام و مکانیک کوانتومی مربوط است. مثل پارادوکس اطلاعات در سیاهچاله‌ها یا پارادوکس دیوار آتشین. مقاله‌ی ما با محاسباتی ساده و دقیق نور تازه‌ای به ارتباط بین درهم‌تنیدگی کوانتومی و ساختار میکروسکوپی فضا- زمان می‌اندازد. امروزه وجه مشترک بین گرانش کوانتومی و اطلاعات علمی برای هر دو حوزه بیش از پیش مهم شده است. خود من در حال همکاری با دانشمندان هستم تا این خط از تحقیقات را به سمت جلو ببریم. جزئیات بیشتر این پژوهش در مجله ی Physical Review Letters منتشر شده است.

ترجمه: امیرحسین سلیمانی/  سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com