Kvantumhab

A kvantumhab (más néven téridő hab ) a kvantummechanika koncepciója, amelyet John Wheeler dolgozott ki 1955-ben. A hab az univerzum szövetének alapja . [egy]

Elmélet

A kvantummechanika és az általános relativitáselmélet bizonytalansági elvének megfelelően a téridő kis léptékben nem lesz egyenletes. A gravitáció elmélete szerint a téridő sok kis régióból fog állni, amelyekben habszerűen változik. [2]

A kvantummechanikában és különösen a kvantumtérelméletben a Heisenberg-féle bizonytalansági elv lehetővé teszi, hogy részecskék és antirészecskék rövid időre keletkezzenek , amelyek aztán megsemmisülnek a fizikai megmaradási törvények megsértése nélkül . Minél kisebb a vizsgált tér-idő régió léptéke, annál nagyobb az ilyen, virtuális részecskéknek nevezett részecskék energiája . Ha ezt a megfigyelést Einstein általános relativitáselméletével kombináljuk , arra a következtetésre jutunk, hogy kis léptékben a fluktuációk energiája elegendő lesz ahhoz, hogy jelentős eltéréseket okozzon a sima téridőtől, és a téridő „habos” jellegét adja. Ennek megfelelően a téridő szövete féreglyukak és apró virtuális fekete lyukak forrongó tömege . [3]

Azonban a kvantumtérelmélet általában nem foglalkozik a téridő görbületének jelentős megváltoztatásához szükséges energiájú virtuális részecskékkel , így a kvantumhab még mindig ezeknek a fogalmaknak a spekulatív kiterjesztése, amelyek az ilyen nagy energiájú energiák utóhatásai. virtuális részecskék nagyon rövid távolságokban és időben.

A kvantumgravitáció teljes elméletének hiánya miatt lehetetlen megbizonyosodni arról, hogyan fog kinézni a téridő kis léptékben. A kvantumhab megértése elkerülhetetlenül kétértelmű lesz mindaddig, amíg vannak versengő javaslatok [4] a gravitáció kvantumelméletére vonatkozóan .

Kísérleti bizonyítások (és ellenbizonyítások)

A MAGIC teleszkópok megállapították, hogy a Markarian 501 BLAZAR-jából származó gamma- fotonok különböző időpontokban érkeztek. A kutatók minden egyes villanással szétválogatták az objektumból érkező nagy és alacsony energiájú gamma-sugarakat. A MAGIC csapat kimutatta, hogy a nagy és alacsony energiájú fotonok egyszerre bocsátanak ki. A nagy energiájú fotonok azonban négy perc késéssel érkeztek meg, mintegy 500 millió évet utazva az űrben. Feltételezzük, hogy a nagy energiájú fotonok lassabban haladtak, ami ellentmond a fénysebesség állandóságának Einstein relativitáselméletében . Ez a kvantumhab inhomogenitásával magyarázható [5] . A későbbi kísérletek azonban nem erősítették meg a fénysebesség feltételezett változását a tér szemcsézettsége miatt. [6] [7]

Más kísérletek, amelyek a távoli gamma-kitörésekből származó fény polarizációjával foglalkoztak , szintén ellentmondó eredményeket adtak [8] . A földi kísérletek folynak [9] és folytatódnak [10] .

Jegyzetek

  1. Wheeler, JA Geons  // Fizikai szemle  : folyóirat  . - 1955. - január ( 97. évf. , 2. sz.). — 511. o . - doi : 10.1103/PhysRev.97.511 . - .
  2. Kvantumhab . Új Tudós. Letöltve: 2016. június 10. Az eredetiből archiválva : 2021. április 23.
  3. Novikov I. D., Frolov V. P. A fekete lyukak fizikája - Moszkva, Nauka, 1986, 296-298 . Letöltve: 2017. május 22. Az eredetiből archiválva : 2016. március 4.
  4. Lee Smolin. A tér és idő atomjai . Letöltve: 2017. május 22. Az eredetiből archiválva : 2015. október 8..
  5. A gammasugár-késés az „új fizika” jele lehet, archiválva : 2016. január 15. a Wayback Machine -nél // ucdavis.edu , 2007.  szeptember 28.
  6. doi : 10.1038/természet.2012.9768 , 2012. január 10.
  7. doi : 10.1038/nphys3270 , 2014. augusztus 10.
  8. Integral kihívások a fizikával az Einsteinen túl Archiválva : 2019. december 31. a Wayback Machine -nél // ESA 
  9. Moyer, Michael . A tér digitális?: Scientific American  (2012. január 17.) . Archiválva az eredetiből 2013. április 23-án. Letöltve: 2013. február 3.
  10. Cowen, Ron . Egyetlen foton képes detektálni a kvantumméretű fekete lyukakat , Nature News  (2012. november 22.). Archiválva az eredetiből 2019. március 12-én. Letöltve: 2018. június 23.