Acasă Nanotehnologie DE CE ESTE ATÂT DE DIFICILĂ GĂSIREA UNEI TEORII CUANTICE VIABILE A...

DE CE ESTE ATÂT DE DIFICILĂ GĂSIREA UNEI TEORII CUANTICE VIABILE A GRAVITAȚIEI?

192
0
(c) Image Collection/Alamy

Când cele mai importante două persoane din viața ta nu se înțeleg, vor exista întotdeauna probleme. Acest lucru se aplică și teoriilor fizicienilor: cele mai totemice două teorii din domeniul lor sunt fundamental incompatibile și generațiile de cercetători nu au reușit să le reconcilieze.

Teoria cuantică descrie materia la cele mai mici dimensiuni, urmărind trei dintre cele patru forțe de bază ale naturii – forța electromagnetică și forțele nucleare puternice și slabe – la particulele subatomice care le transportă. Între timp, teoria relativității generale a lui Einstein dă sens cosmosului la cele mai mari dimensiuni ale sale, dezvăluind forța gravitației ca produs al deformării materiei spațiu-timp.

Probabil că cel mai mare indiciu al unificării teoriilor este că, atunci când încercați să aplicați relativitatea generală la condițiile extreme din centrul unei găuri negre, ecuațiile sale devin dificile.

O teorie a gravitației mai fundamentală ar trebui să fie obținută din mecanica cuantică, deoarece mecanica cuantică descrie cel mai bine lumea la scările minuscule și la energiile înalte în care relativitatea generală se descompune. Dar cum arată această teorie cuantică a gravitației s-a dovedit a fi o întrebare unică fără un răspuns exact.

O problemă nodulară apare din modul în care se calulează proprietățile observabile ale particulelor subatomice cu teoria cuantică. Când se încearcă calcularea masei unui electron, numărul de termeni din ecuații se extinde la infinit. Această „non-renormalizare” a fost mult timp o barieră insurmontabilă, dar recent, o idee numită simetrie de scară a sugerat că, odată ce atingi energii suficient de mari, lucrurile devin din nou mai tractabile. Efectul începe cu adevărat la energii prea mari pentru a fi sondate cu experimente, dar lasă o amprentă la scări pe care le putem observa, ceea ce înseamnă că putem observa cum funcționează o idee dată la energii scăzute pentru a sesiza ce se întâmplă la cele mai mari energii, unde gravitația ar trebui să fie o forță cuantică.

Mikhail Shaposhnikov din cadrul Institutul Federal Elvețian de Tehnologie din Lausanne și Christof Wetterich din cadrul Universității Heidelberg din Germania au folosit deja această abordare pentru a prezice masele particulelor, inclusiv bosonul Higgs și quarkul superior. Eichhorn și colegii săi o folosesc și pentru a prezice alte proprietăți ale particulelor, inclusiv puterea interacțiunii.

În timp ce majoritatea fizicienilor presupune că gravitația este o forță cuantică, nu există de fapt nicio dovadă care să susțină acest lucru. Sougato Bose din cadrul Colegiului Universitar din Londra are o idee despre cum ar putea schimba acest lucru. Acesta a propus un experiment pentru a testa dacă rotirile mecanice cuantice din cadrul a două diamante microscopice pot deveni inseparabile cuantic între ele prin interacțiunea gravitațională, lucru care s-ar întâmpla numai dacă gravitația este o forță cuantică. „Acestea vor fi experimente inovatoare”, a declarat Bose.

LĂSAȚI UN MESAJ

Vă rugăm să introduceți comentariul dvs.!
Introduceți aici numele dvs.

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.