Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тукПриемам
25 февруари 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Дали квантовият колапс не ражда гравитацията?

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 21 септември 2017 в 00:2051751
Снимка: Quanta Magazine

Колапсът на вълновите форми на квантовите системи разкрива начин как биха могли да се създадат гравитационни полета, а може би дори се съгласуват двете основни теории на физиката - квантовата механика и Общата теория на относителността, разказва NewScientist.

За идеята може да прочетете в портала за препринти АrХiv.org.

Как могат да се съгласуват двата стълба на съвременната физика - квантовата теория и гравитацията? Единият или и двата ще трябва да отстъпят. Нов подход подсказва, че гравитацията може да се появи от случайните флуктуации на квантово ниво, което означава, че квантовата механика е по-фундаментална на двете теории.

От нашите две основни обяснения на действителността, квантовата теория урежда взаимодействието между най-малките частици на материята. А Общата теория на относителността се занимава с гравитацията и най-големите структури във Вселената. От времето на Айнщайн физиците се опитват да преодолеят пропастта между двете, но с малък успех.

Част от проблема е да се разбере коя от теориите е в основата на нашето разбиране за реалността.

Един подход за съвместяване на гравитацията с квантовата механика твърди, че гравитацията всъщност идва на неделими порции, наречени кванти, подобно на електромагнитната сила, която действа с кванти, наречени фотони. Но до този момент теорията на квантовата гравитация е недоказана.

Сега Антоан Тилой (Antoine Tilloy) от Института Макс Планк за квантовата оптика в Гархинг, Германия, се е опитал да извлече гравитацията от стандартната квантова механика.

В квантовата теория състоянието на частиците се описва от тяхната вълнова функция. Вълновата функция ни позволява да изчислим, например, вероятността да намерим частицата на накакво място или друг параметър. Преди измерването не е ясно дали съществува частицата и ако е така, къде е. Реалността, изглежда, се създава от акта за измерването, който "колапсира" вълновата функция.

Но квантовата механика реално не определят какво е измерване. Например ли се нуждаем от човек? Проблемът за измерването води до парадокси като котката на Шрьодингер, в които една котка може да бъде едновременно и мъртва, и жива в кутия, докато някой не отвари капака й, за да види.

Едно от решенията на такива парадокси е т.нар. GRW модел или модел на Гирарди-Римини-Вебер (Ghirardi–Rimini–Weber model), който е разработен в края на 80-те. Той включва "проблясъци", които са спонтанни случайни колапси на вълновата функция на квантовите системи. Резултатът е точно същият, както ако бяха направени измервания, но без изрични наблюдатели.

Тилой е модифицирал този модел, за да се покаже как той може да доведе до теория на гравитацията. В модела си, когато "проблясък" колапсира вълновата функция и кара частиците да застанат на едно място, той създава гравитационно поле в този момент в пространство-времето. Една масивна квантова система с голям брой частици е подложена на множество "проблясъци" и резултатът е променливо гравитационно поле.

Оказва се, че средната стойност на тези флуктуации е гравитационно поле, което очаква от Нютоновата теория на гравитацията. Този подход към обединяване на гравитацията с квантовата механика е "полукласически" - гравитацията възниква от квантови процеси, но остава класическасила. "Няма реална причина да се игнорира този полукласически подход, за да бъде гравицията класическа на фундаментално ниво", отбелязва Тилой.

"Харесва ми тази идея по принцип", казва Клаус Хорнбергер (Klaus Hornberger) от Университета в Дуисбург-Есен в Германия. Но той посочва, че има други проблеми, които трябва да се решат преди този подход да може да се разглежда като сериозен претендент за обединител на всички фундаментални сили, който да се подкрепя от законите на физиката във всички мащаби - и големи, и малки. Например, моделът на Тилой може да се използва, за да се получи гравитацията, както е описана от теорията на Нютон, но трябва да се разработи математиески, за да се види дали е ефективен при описване на гравитацията как се управлява от Общата теория на относителността на Айнщайн.

Тилой е съгласен. "Много е трудно да се правят обобщения за релативистични условия", коментира физикът. Той също така предупреждава, че никой не знае коя от множеството фини настройки на квантовата механика е правилната.

Въпреки това, неговият модел прави прогнози, които могат да бъдат тествани. Например, той прогнозира, че гравитацията ще се държи по различен начин в големи и в мащаба на атомите. Ако тези тестове открият, че моделът на Тилой отразява реалността и гравитацията наистина се ражда от колапса на квантовите флуктуации, би било белег, че пътят към една теория на всичко ще включва полукласическата гравитация.


Препоръчани материали
+ 1
- 2
Още някой да направи теория за гравитацията?

п.п. на мен най-много ми харесва термодинамичната гравитация. Да, има и такава.
 
Още от : Новини

Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.