Kvarker knyttet sammen av ormehull?

Kvanteforviklinger er en av de mer bisarre teoriene som har kommet ut av studiet av kvantemekanikk – faktisk så merkelig at Albert Einstein berømt omtalte det som skummel handling på avstand.





Hypotetiske snarveier gjennom universet, ormehull kobler sammen separate punkter i rom-tid.

I hovedsak involverer sammenfiltring to partikler, som hver okkuperer flere tilstander samtidig, for eksempel samtidig roterende med klokken og mot klokken. Men ingen av dem har en bestemt tilstand før den ene er målt, noe som får den andre partikkelen til å anta en tilsvarende tilstand umiddelbart. De resulterende korrelasjonene mellom partiklene er bevart selv om de befinner seg på motsatte ender av universet.

Men hva gjør at partikler kan kommunisere øyeblikkelig – tilsynelatende raskere enn lysets hastighet – over så store avstander?



Nå har en MIT-fysiker som ser på sammenfiltring gjennom linsen til strengteori foreslått et svar: opprettelsen av to sammenfiltrede kvarker – materiens byggesteiner – gir samtidig opphav til et ormehull som forbinder paret.

De teoretiske resultatene styrker den relativt nye og spennende ideen om at tyngdelovene som holder universet sammen kanskje ikke er grunnleggende, men oppstår i stedet fra kvanteforviklinger.

Julian Sonner, senior postdoc ved MITs Laboratory for Nuclear Science and Centre for Theoretical Physics, har publisert resultatene sine i tidsskriftet Fysiske gjennomgangsbrev .



For å se hva som kommer frem fra to sammenfiltrede kvarker, laget han først en teoretisk modell av kvarker basert på Schwinger-effekten – et konsept i kvanteteorien som gjør det mulig å lage partikler ut av ingenting. Når de er trukket ut av et vakuum, anses disse partiklene som viklet inn.

Sonner kartla de sammenfiltrede kvarkene på et firedimensjonalt rom, ansett som en representasjon av rom-tid. I motsetning antas tyngdekraften å eksistere i den neste dimensjonen, hvor den, i henhold til Einsteins lover, virker for å bøye og forme rom-tid.

For å se hvilken geometri som kan dukke opp i den femte dimensjonen fra sammenfiltrede kvarker i den fjerde, brukte Sonner strengteoribegrepet holografisk dualitet, brukt til å utlede en mer kompleks dimensjon fra den nest-laveste dimensjonen.



Han fant ut at det som dukket opp var et ormehull som forbinder de to sammenfiltrede kvarkene, noe som antyder at skapelsen av kvarker samtidig skaper et ormehull. Mer fundamentalt, sier han, kan selve tyngdekraften være et resultat av sammenfiltring. Dessuten kan universets geometri som beskrevet av klassisk gravitasjon være en konsekvens av sammenfiltring - par av partikler som er trukket sammen av tunneler av ormehull.

Det er den mest grunnleggende representasjonen vi har, der sammenfiltring gir opphav til en slags geometri, sier Sonner. Hva skjer hvis noe av denne sammenfiltringen går tapt, og hva skjer med geometrien? Det er mange veier som kan forfølges.

gjemme seg