https://bodybydarwin.com
Slider Image

Forskere bruger den første eksperimentelle test af kontroversiel, forvirrende strengteori

2021

Er alt i universet sammensat af vibrerende en-dimensionelle strenge? For første gang tror forskere, at de konkret kan teste strengteori, den tankegående "teori om alting", der har domineret fysikken i de sidste to årtier. Det viser sig, at strengteori forudser opførsel af sammenfiltrede kvantepartikler, som kan testes i et laboratorium - derfor testning af strengteori.

Stringteori forene elegant de ellers konkurrerende regler for kvantemekanik og generel relativitet. Det er den mest accepterede samlede feltteori, men den er stadig kontroversiel. Grundlæggende antyder det, at elektroner og kvarker ikke er genstande, men endimensionelle strenge, hvis svingning giver dem deres observerede egenskaber. Det mest sjove element i strengteori er kravet om, at universet har et dusin dimensioner snarere end de sædvanlige fire (længde, bredde, højde og tid).

M-teori, den dominerende version af strengteori, hævder, at universet består af usigeligt små skiver af en 2-dimensionel membran, der krøller i 11-dimensionelt rum.

Disse bisarre ideer er bredt accepteret af mange teoretiske fysikere, men problemet er, at de ikke kan testes hvordan undersøger man en 11. dimension? Feltet har lidt et tilbageslag i de senere år delvis af denne grund, da nogle forskere siger, at en teori ikke er en teori, hvis dens forudsigelser ikke kan studeres i et laboratorium.

Nå, det kan de også, ifølge professor Mike Duff fra den teoretiske fysikafdeling ved Imperial College London. Han er hovedforfatter af et papir, der skal offentliggøres i morgen i Physical Review Letters, der forklarer, hvordan strengteori-matematik kan bruges til at forudsige kvanteforvikling.

Duff sagde, at han var på en konference i Tasmanien, da en kollega præsenterede nogle matematiske formler, der beskrev sammenfiltring af flere kvantebits. Ligningerne så kendte ud. Da han vendte hjem, kontrollerede Duff sine notebooks fra et par år tidligere og indså, at formlerne var de samme som dem, han udviklede for at bruge strengteori til at beskrive sorte huller.

Dette er helt uventet, sagde han. Der er ingen åbenlyse grund til, at den sindssyge komplekse matematik, der ligger til grund for strengteori, også kan bruges til at forudsige opførslen af ​​sammenfiltrede kvantesystemer.

”Dette fortæller os måske noget meget dybt om den verden, vi lever i, eller det er måske ikke andet end et underligt tilfældighed, sagde han.

Uanset hvad, det er nyttigt, tilføjede han. Ved hjælp af strengteori-matematik forudsagde Duff det mønster, der ville opstå, når fire kvantebits er sammenfiltret med hinanden. Dette kan måles i et laboratorium, og resultaterne viser, om strengteori faktisk fungerer.

Lige nu kommer det bedste håb til strengteoritest fra CERNs Large Hadron Collider, som er designet til at finde de mindste elementære partikler, der udgør stof. Det er teoretisk muligt, at LHC-eksperimenter vil afdække supersymmetriske partikler et element i strengteori eller spræbe en graviton til en højere dimension, hvilket kan hjælpe med at bevise M-teori. Men at teste den uklare matematik, der forudsiger disse opførsler, vil være meget lettere.

Sidste uge inden for tech: Skrev kunstig intelligens dette indlæg?  Måske.

Sidste uge inden for tech: Skrev kunstig intelligens dette indlæg? Måske.

Mange mennesker med blindtarmbetændelse kunne springe operationen over

Mange mennesker med blindtarmbetændelse kunne springe operationen over

Du misbruger sandsynligvis din is.  Sådan stopper du.

Du misbruger sandsynligvis din is. Sådan stopper du.