“모든 것의 이론”이라는 아이디어는 유혹적입니다. 우리는 어떻게 든 모든 것을 설명 할 수 있습니다. 그러나 이제 임페리얼 칼리지 런던 (Imperial College London)의 과학자들이 이끄는 연구팀은 예기치 않게이 끈 이론이 얽힌 양자 입자의 거동을 예측하는 것으로 보인다는 것을 발견했습니다. 이 예측이 실험실에서 테스트 될 수 있으므로 연구원들은 이제 스트링 이론을 테스트 할 수 있다고 말합니다.
이번 연구의 책임자 인 Mike Duff 교수는“실험 결과 양자 얽힘에 대한 우리의 예측이 옳았다면, 이것은 얽힌 양자 시스템의 동작을 예측하는 데 문자열 이론이 작동한다는 것을 보여줄 것입니다.
끈 이론은 원래 우주를 구성하는 기본 입자와 힘을 설명하기 위해 개발되었으며 물리학 자들 사이에서 아주 큰 주제에 대한 이해를 통해 아주 작은 입자 물리학에 대해 알고있는 내용을 조정할 수 있도록하는 데 가장 좋아하는 경쟁자였습니다. 우주론에 대한 우리의 연구. 얽힌 양자 입자의 동작을 예측하기 위해 이론을 사용하면 실험으로 스트링 이론을 테스트 할 수있는 첫 번째 기회를 제공합니다.
그러나 적어도 현재로서는 과학자들은 String Theory가 실제로 작동하는 것처럼 모든 것을 설명 할 수있는 방법임을 확인할 수 없습니다.
더프는“이것은 끈 이론이 우주 론자들과 입자 물리학 자들이 추구하는 '모든 것의 이론'이라는 것이 옳다는 증거는 아니다. 그러나, 이론이 적용되지 않는 물리학 분야에 적용 되더라도 스트링 이론이 작동하는지 여부를 입증 할 것이기 때문에 이론가들에게 매우 중요 할 것입니다.”
스트링 이론은 중력 이론, 일반 상대성 이론의 확장이며, 스트링과 브레인의 고전적인 해석은 양자 역학적 진동, 확장 된 하전 된 블랙홀이라는 이론입니다.이 이론은 원자 내의 전자와 쿼크가 0이 아니라고 가정합니다. 차원 객체이지만 1 차원 문자열입니다. 이 줄은 움직이고 진동하여 관찰 된 입자에 풍미, 전하, 질량 및 스핀을 제공합니다. 스트링은 1 차원 선으로 열릴 수있는 D- 브랜치라는 표면과 만나지 않는 한 닫힌 루프를 만듭니다. 줄의 끝점은 D- 브레인을 깰 수는 없지만, 줄을 따라 움직일 수 있습니다.
더프는 자신이 무언가를 깨달았을 때 동료가 양자 얽힘을 설명하는 수학 공식을 제시하는 태즈 매니아 회의에 앉아 있다고 말했다. “나는 그의 이론을 블랙홀을 묘사하기 위해 끈 이론을 사용하면서 몇 년 전에 개발 한 것과 비슷한 것으로 갑자기 인식했습니다. 영국으로 돌아 왔을 때 저는 공책을 확인하고 매우 다른 지역의 수학이 실제로 같은지 확인했습니다.”
Duff와 그의 동료들은 세 큐빗 사이의 얽힘 패턴에 대한 수학적 설명이 문자열 이론에서 특정 등급의 블랙홀에 대한 수학적 설명과 유사하다는 것을 깨달았습니다. 따라서 우주에서 가장 이상한 두 가지 현상, 블랙홀 및 양자 얽힘에 대한 지식을 결합하여 문자열 이론을 사용하여 테스트 할 수있는 예측을 생성 할 수 있음을 깨달았습니다. 그들은 블랙홀을 묘사하는 끈 이론 수학을 사용하여 4 개의 큐 비트가 서로 얽히게 될 때 발생할 얽힘 패턴을 예측했습니다. (이 문제에 대한 답은 이전에 계산되지 않았습니다.) 기술적으로는 어렵지만 실험실에서 4 개의 얽힌 큐 비트 사이의 얽힘 패턴을 측정하고이 예측의 정확성을 테스트 할 수 있습니다.
스트링 이론이 양자 얽힘에 대한 예측을하는 것으로 보이지만 실험실에서 양자 엉킴을 측정 할 수 있기 때문에 연구자들은 스트링 이론을 기반으로 예측을 테스트 할 수있는 방법이 있습니다.
그러나 더프는 우주의 기본 작용을 설명하기 위해 개발 된 이론이 얽힌 양자 시스템의 동작을 예측하는 데 유용한 이유를 설명 할 수있는 명확한 연관성이 없다고 말했다. 더프는“이것은 우리가 살고있는 세상에 대해 매우 깊은 것을 말해 줄 수도 있고, 아니면 우연의 일치 일 수도있다”고 말했다. "어쨌든 유용합니다."
출처 : 임페리얼 칼리지 런던
