Таталцлыг квант механиктай эвлэрүүлэх аргыг олоорой

Хосе Мануэль НивесХОЛБОО

Орчин үеийн Физикийн хамгийн том сорилтуудын нэг бол байгалийн бүх хуулиудыг нэг хүрээнд дүрсэлж чадах нэг буюу "нэгдсэн" онолыг олох явдал юм. Өнөө үед эрдэмтэд бодит байдлыг ойлгоход ашигладаг хоёр агуу (болон эвлэршгүй) онолыг холбосон нэг нь: Орчлон ертөнцийг өргөн хүрээнд дүрсэлсэн Эйнштейний харьцангуйн ерөнхий онол; болон манай ертөнцийг атомын түвшинд дүрсэлсэн Квантын механик. Энэ хоёр амжилттай онол яагаад хоорондоо таарч байгаа нь шинжлэх ухааны тулгараад байгаа хамгийн том нууцуудын нэг юм.

Хэрэв энэ "квантын бичлэг"-ийн онол батлагдвал бодит байдлын макроскоп болон микроскопийн тайлбарыг багтаах бөгөөд биднийх мөн хар нүх, орчлон ертөнц үүссэн агшин зэрэг өнөө үед хүрч чадахгүй байгаа үзэгдлүүдийн талаар гүн гүнзгий ойлголт өгөх болно.

Гэхдээ яаж авах вэ? Бараг зуун жилийн турш үе үеийн физикчид бидний эргэн тойрон дахь макроскопийн ертөнцөд яагаад маш өчүүхэнд үйлчилдэг хуулиуд "ажилладаггүй" эсвэл эсрэгээр нь "ажилладаггүй" болохыг олж тогтоох гэж оролдсон ч бүтэлгүйтэв. Одоо Шведийн Чалмерсын Технологийн Их Сургуулийн судлаачдын баг Америкийн Массачусетс Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн Технологийн хүрээлэн (MIT)-тэй хамтран "Nature Communications" сэтгүүлд өгүүлэл нийтлүүлж, таталцал буюу таталцлыг орчлон ертөнцийг ноёрхож байсан хүч нь өргөн цар хүрээтэй байдаг гэж үзжээ. үнэндээ квант ертөнцөөс. Энэхүү ер бусын дүгнэлтэд хүрэхийн тулд судлаачид ахисан түвшний математик болон "голограф зарчим" гэж нэрлэгдэх болсон.

"Байгалийн нүдийг ойлгох гэсэн бидний хичээл зүтгэл бол энэ хуулиудыг бичсэн хэл нь математик юм" гэж судалгааны хамтран зохиогч Даниел Перссон тайлбарлав. Физикийн асуултуудын хариултыг хайж олоход тэдгээр нь биднийг математикийн шинэ нээлтүүдэд хүргэдэг. Энэхүү харилцан үйлчлэл нь туршилт хийхэд маш хэцүү байдаг квант таталцлын эрэл хайгуулд онцгой ач холбогдолтой юм."

Хар нүхнийх нь талаар ийм нэгдмэл тайлбар хийх шаардлагатай үзэгдлийн жишээ. Хангалттай хүнд жинтэй од өөрийн таталцлын нөлөөгөөр нурж, бүх масс нь маш бага хэмжээтэй бөөгнөрөх үед хар нүх үүсдэг. Хар нүхний квант механикийн тодорхойлолт нь анхан шатандаа байгаа боловч гайхалтай дэвшилтэт математикийг агуулдаг.

Энэхүү нэгдсэн онолын тухай өгүүллийн анхны зохиогч Роберт Берманы тайлбарлахдаа “Асуудал нь таталцлын хүч хэрхэн үүссэнийг “онцгой” үзэгдэл болгон тайлбарлах явдал юм. Шингэний урсгал гэх мэт өдөр тутмын үзэгдлүүд бие даасан дуслуудын эмх замбараагүй хөдөлгөөнөөс үүсдэгтэй адил бид таталцал хэрхэн микроскопийн түвшинд квант механик системээс гарч ирдгийг тайлбарлахыг хүсч байна."

Энэхүү маягтаас судлаачид хайрга Квантын механикийн тусгай системээс хэрхэн гарч ирдгийг квант хайргаар хялбаршуулсан загварт "голографийн зарчим" гэж харуулсан.

"Өмнө нь судалж байсан математикийн аргуудыг ашигласнаар бид таталцал хэрхэн үүсдэгийг голографийн зарчмаар тайлбарлаж, өмнөхөөсөө илүү нарийвчлалтай гаргаж чадсан" гэж Берман үргэлжлүүлэн хэлэв.

Шинэ зүйл нь нууцлаг харанхуй энергитэй тэмцэх шинэ аргыг санал болгож магадгүй юм. Эйнштейний Харьцангуйн ерөнхий онолд таталцлыг геометрийн үзэгдэл гэж тодорхойлсон байдаг. Шинээр хийсэн ор хүний ​​жингийн дор бөхийдөгтэй адил хүнд биетүүд орчлон ертөнцийг бүрдүүлдэг "даавуу" болох орон зай цагийг нугалж чаддаг.

Гэхдээ Эйнштейний онолоор бол орчлон ертөнцийн "вакуум төлөв" гэсэн хоосон орон зай ч гэсэн баялаг геометрийн бүтэцтэй байдаг. Хэрэв бид энэ хоосон орон зайг микроскопоор томруулж харвал орчлон ертөнцийн хурдацтай тэлэлтийн хариуцлагыг хариуцдаг гэж үздэг нууцлаг үүссэн энерги болох харанхуй энерги гэгддэг жижиг квант механик хэлбэлзэл эсвэл долгионыг харах болно.

Энэхүү судалгаа нь эдгээр квант-механик микроскоп долгионууд хэрхэн үүсдэг, мөн Эйнштейний таталцлын онол ба квант механикийн хоорондын хамаарлын талаар шинэ ойлголтод хүргэж болох юм.

"Эдгээр үр дүн нь хар нүхний бичил харуурын дүрслэл зэрэг голографийн зарчмын бусад талыг турших боломжийг нээж өгч байна гэж Перссон дүгнэв. Мөн бид эдгээр шинэ ойлголтуудыг ирээдүйд ашиглан математикийн салбарт шинэ нээлт хийх боломжтой болно гэж найдаж байна."