Рубрики
Когда Альберт Эйнштейн был поражен той «гадости» большой дальности связи между частицами, он думал о своей общей теории относительности. Век теория Эйнштейна описывает тяготение возникает, когда массивные объекты деформируют ткань пространства и времени. Квантовой запутанности Эйнштейна потрясающий источник страха, как правило, включает мелкие частицы, которые имеют небольшое влияние на гравитацию. Одна пылинка деформирует матрас такой же, как субатомная частица искривляет пространство.
Однако, физик Марк Ван Рамсдонк подозреваю, что запутанность и пространство-время на самом деле связаны. В 2009 году он подсчитал, что пространство, без вмешательства не смог бы отстоять свою позицию. Он написал бумагу, что означает, что квантовая запутанность-это игла, которая сшивает вместе гобелена пространства-времени.
Многие журналы отказались публиковать его работы. Но после многих лет скептицизма оригинального исследования мысль о том, что формы участок пространства-времени, стала одной из самых горячих тенденций в области физики. «Отказ от сложные законы физики, все указывает на то, что пространство должно быть связано с запутанностью», — говорит John Preskill, физик-теоретик из Калтеха.
В 2012 году есть еще провокационная работа, представляет парадокс запутанных частиц внутри и снаружи черной дыры. Для менее чем на один год два эксперта в этой области, предлагаю радикальное решение: запутанные частицы соединяются червоточинами, туннелей в пространстве-времени, введенный Эйнштейном, который в настоящее время одинаково часто появляются на страницах журналов по физике и в научной фантастике. Если это предположение верно, такая путаница не страшна дальней связи, который я думаю, что Возмездие вполне реальный мост между отдаленными точками пространства.
Многие ученые находят эти идеи достойны внимания. В последние годы, физики, казалось бы, несвязанные кухни вместе в этой области сюжета, места и червоточины. Ученые, которые когда-то были сосредоточены на создании безошибочной квантовых компьютеров, сегодня обдумать, действительно ли Вселенная-это квантовый компьютер, который тих программ пространства-времени в сложной сети нестабильность. «Все идет удивительным образом», — говорит Ван Рамсдонк, Университет Британской Колумбии в Ванкувере.
Физики возлагают большие надежды, где они будут вести связь пространства-времени с заблуждением. Ото, блестяще описывает, как пространство-время; новые исследования могут приоткрыть завесу о происхождении пространства-времени и как он выглядит на самом малом уровне, который находится во власти квантовой механики. Запутанность может быть секретным ингредиентом, который объединит эти при подключении области в теорию квантовой гравитации, позволив ученым понять условия внутри черной дыры и состояние Вселенной в первые мгновения после большого взрыва.
Голограммы и супа
Просвещение Ван Рамсдонк в 2009 году не материализуются из воздуха. Она коренится в голографический принцип, идея, что граница, которая ограничивает объем пространства, который может содержать всю информацию, которая содержится. Если применить голографический принцип к повседневной жизни, то любопытный сотрудник может идеально реконструировать все, что находится в офисе, — кипы бумаг, семейные фотографии, игрушки в углу и даже файлы на жестком диске вашего компьютера — просто смотря на внешние стены квадратного офиса. Эта идея является спорным, учитывая тот факт, что у стен есть два измерения, и внутри три отделения. Но, в 1997 году Хуан maldacena, затем струнный теоретик из Гарварда, привел интригующий пример того, что голографический принцип может рассказать о Вселенной.
Он начал с Анти-де ситтера пространство, которое напоминает пространство-время, в котором преобладают силы тяжести, но есть ряд странных атрибутов. Она изогнута таким образом, что вспышка света, излучаемого в определенном месте, в конце концов вы вернетесь оттуда, где вы появляетесь. И хотя Вселенная расширяется, анти-де-ситтера пространство не растягивается и не сжимается. Поскольку эти объекты являются частью анти-де ситтера пространство четырех измерений (три пространственных и одно временное) может быть окружен трехмерной границы.
Молзякина применяется для цилиндра анти-де ситтера пространство-время. Каждый горизонтальный срез цилиндра представляет собой состояние пространства в определенное время, а вертикальный Размер цилиндра соответствует времени. Молзякина окружили его предел цилиндра для события; если анти-де ситтера пространство был суп, на границе будут один ярлык.
На первый взгляд кажется, что это значение (метка) не имеет ничего общего с наполнением цилиндра. Края «метка», например, идет по правилам квантовой механики, а не тяжести. И еще гравитация описывает пространство содержания «суп». Молзякина показал, что этикетка и суп один и тот же; квантовые взаимодействия на границе прекрасно описывают анти-де ситтера пространство, которое находится неподалеку от границы. «Эти две теории кажутся совершенно разными, но описать точно то же самое», — говорит Preskill.
Молзякина добавил путаницы в голографическом уравнение в 2001 году. Он представил пространство в две банки супа, каждый из которых содержит черную дыру. Затем создал эквивалент домашний телефон из чашки, соединяющие черные дыры, кротовые норы — тоннели в пространстве-времени, впервые предложенного Эйнштейном и Натаном Розеном в 1935 году. Молзякина искал способ, чтобы создать эквивалент такого соединения пространственно-временных наклеек на банки. Трюк, потому что он, конечно, был в замешательстве.
Как червоточина, квантовая запутанность связывает объекты, которые не имеют очевидной связи. Квантовый мир-это небольшое место: электрон может вращаться в обоих направлениях, и в то же время, чтобы быть в состоянии суперпозиции, пока эта мера не даст точный ответ. Но, если два электрона запутаны, измеряя спин одной позволяет экспериментатору знать, спин электрона, даже если партнер электрон находится в состоянии суперпозиции. Это квантовое соединение остается даже если электроны будут разделять метры, километры или световые годы.
Молзякина показали, что при использовании земельного частиц метку частицы к другой является квантово-механического описания связи червоточину банки. В контексте голографического принципа, переплетение эквивалентно физическое соединение частей пространства-времени вместе.
Вдохновленный этой связи вовлеченность в пространстве-времени, Ван Рамсдонк задумывались, насколько большую роль участие может сыграть в формировании пространства-времени. Он был представлен с чистой этикетку на банке с квантового супа: белый, соответствующий пустой анти-де ситтера пространство диска. Но он знал, что, согласно основам квантовой механики, пустое пространство никогда не бывает пустым. Он наполнен парами частиц, которые появляются и исчезают. И эти мелкие частицы запутаны.
Так Ван Рамсдонк нарисовал воображаемую биссектрису из голографической наклейкой и затем математически разбить квантовая запутанность между частицами на одной половине знака, и частицы с другой. Он считал, что соответствующий диск анти-де ситтера пространство начали разделять пополам. Если запутанные частицы были крючки, которые имеют ткань пространства и времени; без них пространство-время разлетается на куски. Как только Ван Рамсдонк снизить Размер участка, части, касающейся отдельных областей пространства тоньше, как резиновая нить, которая тянется от болезни. «Это заставило меня задуматься о том, что присутствие пространства начинается с наличием беспорядка».
Это был смелый, и торопился на работу Ван Рамсдонк опубликовано в общей теории относительности и гравитации в 2010 году, привлекла широкое внимание. Огонь интереса уже в 2012 году, когда четверо физиков из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, написал статью сложные общие убеждения на горизонт событий, точка невозврата на черную дыру.
Правда, скрытые брандмауэром
В 1970-х годах физик-теоретик Стивен Хокинг показал, что пары запутанных частиц — тех же, что позже Ван Рамсдонк проанализированы в квантовом пределе может упасть на горизонт событий. Одна падает в черную дыру, а другой сбегает с т.н. Излучение хокинга. Этот процесс постепенно разрушает массы черной дыры, что привело к ее смерти. Но если черные дыры исчезают, вместе с ним, вы должны исчезнуть и записи всего что внутри. Квантовая теория утверждает, что информация не может быть уничтожена.
В 90-е годы ряд физиков-теоретиков, в том числе Леонард Саскинд Стэнфорда, предложил решение этой проблемы. Да, они сказали, из материи и энергии, попадающей в черную дыру. Но, с точки зрения внешнего наблюдателя, этот материал никогда не преодолевает горизонт событий; казалось, он балансирует на ее краю. В результате, горизонт событий становится голографическая граница содержит всю информацию о пространстве внутри черной дыры. В конце, когда черная дыра испаряется, информация об этом просочилась в форме излучения Хокинга. В принципе, наблюдатель может собрать это излучение и вернуть всю информацию о глубинах черной дыры.
В своей работе физики, 2012 Ахмед, Алмари, Дональд Marolf, Джеймс, Салли и Джозеф Полчинский заявил, что в этом образе есть что-то неправильное. Для наблюдателя, пытаясь собрать головоломку, что внутри черной дыры, сказал один, все отдельные кусочки головоломки частицы излучения Хокинга должны быть запутаны между собой. Также Хакимова каждая частица должна быть связана со своим первоначальным партнером, который упал в черную дыру.
К сожалению, путаница не хватает. Квантовая теория утверждает, что для того, чтобы быть увиденным, присутствующих между частицами за пределами черной дыры, необходимо исключить участие этих частиц с частицами внутри черной дыры. Кроме того, физики обнаружили, что недостатки один из нестабильности создаст непроницаемую энергетическую стену, т. н стена горизонта событий.
Многие физики усомнились в том, что черные дыры испаряются на самом деле то, что пытается проникнуть внутрь. Но сама возможность существования брандмауэр наводит на тревожные мысли. Ранее физики уже начали думать о том, как выглядит пространство внутри черной дыры. Теперь они не уверены, будет ли черных дыр «в» на всех. Все это выглядело в отставку, говорит Preskill.
Но Зюскинд не уйдет в отставку. Он потратил годы, пытаясь доказать, что информация не исчезает в недрах черной дыры; сегодня он также убежден, что идея брандмауэр неправильно, но доказать этого пока не может. Однажды он получил загадочное письмо от Молзякина: «было немного», — говорит Зюскинд. Только Э = ЭПР». Молзякина, сейчас работает в Институте перспективных исследований в Принстоне, думая о своей работе с банками супа 2001 года и стал интересоваться, есть ли червоточины позволяют Кубок неразбериха, порожденная выпуск одной стены. Зюскинд быстро подхватил идею.
В статье, опубликованной в немецком журнале Фортшритте дер Фисик в 2013 году, Молзякина и Саскинд сказал, что червоточина-это технический мост Эйнштейна-Розена, или ЭР — является пространственно-временной эквивалентом квантовой запутанности. (Под ЭПР понимают эксперименте Эйнштейна-Подольского-Розена, который отвергает мифологический квантовой запутанности). Это означает, что каждая частица излучение Хокинга, независимо от того, как далеко он находится от начала непосредственно связано с глубинами черной дыры через ярлык через пространство-время. «Если вы движетесь через червоточину, далекое, что-то не очень далеко», — говорит Зюскинд.
Зюскинд и Молзякина предлагает собрать все частицы Хокинга и прижмите их друг к другу, пока они не кванты коллапса в черную дыру. Эта черная дыра будет в замешательстве, и, следовательно, соединены червоточину с оригинальной черной дыры. Этот трюк превратить беспорядок Hakimovich частиц парадоксально запутался с черной дырой между ними две черные дыры соединены червоточину. Решена перегрузки путаница и проблема брандмауэра был исчерпан.
Не все ученые вскочил на подножку трамвая Э = ЭПР. Зюскинд и Молзякина признать, что они должны сделать больше работы, чтобы доказать эквивалентность червоточины и запутанности. Но, подумав о последствиях парадокса стены, многие физики считают, что пространство-время внутри черной дыры обязана своим существованием путаницы с облучением извне. Это важный Инсайт, говорит Preskill, потому что это также означает, что ткань пространства-времени Вселенной, в том числе той части, которую мы занимаем, — это продукт квантовой жуткий действий.
Космический компьютер
Это одна вещь, чтобы сказать, что Вселенная конструирует пространство-время через заблуждения; другие, чтобы показать, как Вселенная это делает. Эта непростая задача стала для Preskill и коллег, которые согласились рассматривать пространство как огромный квантовый компьютер. Почти двадцать лет ученые работают над созданием квантовых компьютеров, которые используют информацию, закодированную в запутанных элементов, таких как фотоны или мелкую стружку, чтобы решить проблемы, которые традиционные компьютеры не в силах справиться. Команда Присцилла использует знания, полученные в результате этих попыток предсказать, как отдельные части внутри супа могут быть затронуты наполнен метки путаницы.
Квантовые компьютеры работают за счет использования компонентов, которые находятся в суперпозиции состояний, как носители данных — они могут быть нулями и единицами одновременно. Но, в состояние суперпозиции очень хрупкая. Жара может испортить состояние и все содержащиеся в нем квантовой информации. Эти потери информации, что Preskill сравнивает с надорванной страницы в книге, кажется неизбежным.
Но физиков Ответить с созданием протокола квантовой коррекции ошибок. Вместо того чтобы полагаться на одну частицу для хранения квантовых битов, ученые обмениваться данными между несколькими запутанных частиц. Книга написана на языке квантовой коррекции ошибок, будет полный бред, говорит Preskill, но все ее содержание можно восстановить, даже если половина страниц отсутствует.
Квантовая коррекция ошибок, которая привлекла много внимания в последние годы, но теперь Preskill и его коллеги подозревают, что природа изобрела его давно. В июне, в журнале физики высоких энергий, Preskill и его команда показали, как видно на более частиц в голографический предел прекрасно описывает одну частицу, привлечены тяжести внутри часть анти-де ситтера пространство. Молзякина, говорит, что это открытие может привести к лучшему пониманию того, как голограмма кодирует все детали пространства-времени, что его окружает.
Физики признают, что их мысли имеют долгий путь, чтобы соответствовать реальности. В то время как анти-де ситтера пространство предлагает физикам преимущество работы с четко определенной границы Вселенной не такое четкое указание суп. Ткань пространства-времени пространство расширяется с момента Большого взрыва и продолжает это делать по нарастающей. Если направить луч света в пространстве, он должен развернуться и пойти обратно, он будет летать. «Непонятно, как определить голографическую теорию Вселенной, писал Молзякина в 2005 году. — Просто не удобное место для размещения голограммы».
Однако, как бы странно это ни звучало, все эти голограммы, консервную банку с супом и червоточины, они могут стать перспективным направлениям, которые приведут к слиянию квантовых жутких действий с геометрией пространства-времени. В своей работе на червоточинами Эйнштейн и Розен обсудили возможные квантовые последствия, но не поддерживать связь с его ранними работами путаницы. Сегодня эта связь может помочь объединить квантовую механику с общей теорией относительности в теории квантовой гравитации. Вооружившись такой теорией, физики могли обнаружить государственной тайны молодой Вселенной, когда материя и энергия в одной бесконечно малой точке пространства.
Квантовая запутанность и червоточины могут быть тесно связаны с
Илья Хель