Myšlenka „Teorie všeho“ je lákavá - že bychom mohli nějak vysvětlit vše, co je. Výzkumný tým vedený vědci z Imperial College London však nyní neočekávaně zjistil, že tato teorie strun také podle všeho předpovídá chování zapletených kvantových částic. Protože tato predikce může být testována v laboratoři, vědci tvrdí, že nyní mohou testovat teorii strun.
"Pokud experimenty prokáží, že naše předpovědi o kvantovém zapletení jsou správné, bude to ukázat, že teorie strun" funguje "k předpovídání chování zapletených kvantových systémů," řekl profesor Mike Duff, hlavní autor studie.
Teorie strun byla původně vyvinuta, aby popsala základní částice a síly, které tvoří náš vesmír, a byla oblíbeným uchazečem mezi fyziky, aby nám umožnila sladit to, co víme o neuvěřitelně malém z částicové fyziky, s naším pochopením velmi velkého z naše studia kosmologie. Použití teorie k predikci chování spletených kvantových částic poskytuje první příležitost k testování teorie řetězců experimentem.
Ale - alespoň prozatím - vědci nebudou schopni potvrdit, že Stringova teorie je vlastně způsob, jak vysvětlit vše, co je, jen pokud to skutečně funguje.
"Nebude to důkaz, že strunová teorie je tou správnou" teorií všeho ", kterou hledají kosmologové a fyzici částic," řekl Duff. "Pro teoretiky to však bude velmi důležité, protože prokáže, zda strunová teorie funguje, i když její aplikace je v neočekávané a nesouvisející oblasti fyziky."
Teorie strun je teorie gravitace, rozšíření obecné relativity a klasická interpretace strun a větví spočívá v tom, že jde o kvantové mechanické vibrace, prodloužené nabité černé díry. Teorie předpokládá, že elektrony a kvarky v atomu nejsou 0- dimenzionální objekty, ale jednorozměrné řetězce. Tyto řetězce se mohou pohybovat a vibrovat a dávat pozorovaným částicím jejich chuť, náboj, hmotnost a rotaci. Řetězce vytvářejí uzavřené smyčky, pokud nenarazují na povrchy nazývané D-branes, kde se mohou otevírat do jednorozměrných čar. Koncové body řetězce nemohou přerušit D-brane, ale mohou se po něm posouvat.
Duff řekl, že sedí na konferenci v Tasmánii, kde kolega představoval matematické vzorce, které popisují kvantové zapletení, když si něco uvědomil. "Náhle jsem poznal jeho vzorce jako podobné těm, které jsem vyvinul před několika lety, zatímco pomocí teorie strun popisuji černé díry." Když jsem se vrátil do Velké Británie, zkontroloval jsem své zápisníky a potvrdil, že matematika z těchto velmi odlišných oblastí byla skutečně totožná. “
Duff a jeho kolegové si uvědomili, že matematický popis vzorce zapletení mezi třemi qubity připomíná matematický popis, v teorii strun, konkrétní třídy černých děr. Spojením svých znalostí dvou nejpodivnějších jevů ve vesmíru, černých děr a kvantového zapletení si tedy uvědomili, že by mohli použít teorii strun k vytvoření predikce, kterou by bylo možné otestovat. Pomocí matematické teorie strun, která popisuje černé díry, předpověděly vzorec zapletení, ke kterému dojde, když se do sebe zapletou čtyři qubity. (Odpověď na tento problém nebyla dosud vypočtena.) Ačkoli je to technicky obtížné, lze v laboratoři změřit vzorec zapletení mezi čtyřmi zapletenými qubity a testovat přesnost této predikce.
Objev, který se zdá, že teorie strun vytváří předpovědi o kvantovém zapletení, je zcela neočekávaný, ale protože kvantové zapletení lze měřit v laboratoři, znamená to, že existuje způsob, jak - konečně - vědci mohou testovat předpovědi na základě teorie strun.
Duff však řekl, že není zřejmé spojení, které by vysvětlovalo, proč je teorie, která se vyvíjí pro popis základních fungování našeho vesmíru, užitečná pro předpovídání chování zapletených kvantových systémů. "To nám může říkat něco velmi hlubokého o světě, ve kterém žijeme, nebo to může být jen nepředvídatelná náhoda," řekl Duff. "V každém případě je to užitečné."
Zdroj: Imperial College London
