AZ 
Hidrogen kvant qurd dəliyi fərziyyəsini sınağa çəkir
Tejasri Gururaj tərəfindən , Phys.org
redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan
Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin
Əks yüklü dolaşıq hissəciklər cütünün elektrik sahəsinin bir hissəsini onları birləşdirən kvant soxulcan dəliyinə itirməsinin sxematik təsviri. Müəllif: İrfan Caved.
Yeni bir Physical Review Letters tədqiqatı , ER = EPR fərziyyəsinə məhdudiyyətlər qoyur və müəlliflərin fərziyyələrinə əsasən, fərziyyənin hidrogen atomunun hiper incə quruluşunda və effektiv yükündə mümkün dəyişiklikləri nəzərdə tutacağını göstərir – bu təsirlər heç vaxt müşahidə edilməyib.
1935-ci ildə Eynşteyn iki fərqli məqalənin həmmüəllifidir. Birincisi, hissəciklərin kvant dolaşıqlığını təsvir edən Eynşteyn-Podolski-Rozen (EPR) paradoksunu təklif edir. İkincisi, bu gün qurd dəlikləri adlandırdığımız uzaq fəza-zaman bölgələrini birləşdirən Eynşteyn-Rozen (ER) körpülərini təqdim edir.
Təxminən bir əsr sonra, 2013-cü ildə fiziklər Juan Maldacena və Leonard Susskind kvant dolaşıqlığı ilə qurd dəlikləri arasında əlaqə təklif edərək ER = EPR fərziyyəsini irəli sürdülər. Bu fərziyyə kvant mexanikasının təməl daşı olan dolaşıqlığı fəza-zaman bağlantısı, ümumi nisbilik nəzəriyyəsi ilə əlaqələndirir. Bu, müasir fizikada əsas açıq suallardan biri olaraq qalır.
Phys.org, tədqiqatın həmmüəllifləri, Kanadanın Nyu-Brunsvik Universitetindən doktorant İrfan Caved və professor Edvard Vilson-Yuinq ilə danışıb.
“ER = EPR fərziyyəsini həmişə olduqca maraqlı hesab etmişəm”, – deyə Caved bildirib. “Yüklü hissəciklər üçün fərziyyənin nəticələri ilə bağlı əvvəlki işlər onu sınaqdan keçirmək cəhdi ilə maraqlanmağıma səbəb oldu.”
Dolaşıqlıq və qurd dəlikləri
EPR paradoksu, dolaşıq hissəciklərin, aralarındakı məsafədən asılı olmayaraq, necə korrelyasiya olunmuş ölçmə nəticələrini dərhal nümayiş etdirdiyini təsvir edir – Eynşteynin məşhur şəkildə “məsafədəki qorxulu hərəkət” adlandırdığı şey.
Eynşteyn və ondan sonrakı bir çox fiziklər kvant korrelyasiyasının hissəciklərin daşıdığı gizli dəyişənlərdən asılı olduğunu iddia edirdilər. Lakin Bell teoremi və sonrakı təcrübələr bunun əsl kvant fenomeni olduğunu sübut etdi.
Bu inadkar izaholunmazlıq fizikləri ER körpüləri ilə qeyri-mümkün bir əlaqə yaratmağa vadar etdi. Bunlar ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin riyaziyyatından irəli gələn iki ayrı fəza-zaman bölgəsini birləşdirən nəzəri tunellərdir. ER = EPR fərziyyəsi bu iki hadisəni birləşdirir və dolaşıq hissəciklərin kvant qurd dəliyi ilə birləşdiyini irəli sürür.
Fərziyyədən danışarkən Vilson-Yuinq dedi: “Bu, kvant cazibəsi nəzəriyyəsinə dair bəzi işarələr verə bilər.”
Niyə hidrogen
Tək bir proton və elektrik cazibəsi ilə əlaqəli bir elektrondan ibarət olan hidrogen atomu, bəlkə də bütün fizikada ən dəqiq öyrənilən sistemdir. Onun enerji səviyyələri 15 əhəmiyyətli rəqəmə qədər məlumdur və bu da onu nəzəriyyədən ən kiçik sapmalara belə həssas edir.
Xüsusilə maraq doğuran məqam onun hiper incə quruluşudur — proton və elektronun spinləri arasındakı maqnit qarşılıqlı təsirindən yaranan kiçik enerji dəyişiklikləri, ən məşhuru Süd Yolunu xəritələşdirmək üçün istifadə edilən 21 sm-lik radio emissiya xətti ilə əlaqələndirilir.
Vilson-Yuinq bildirib ki, “Hidrogen atomu bu tədqiqat üçün ideal sistem idi, çünki onun hiperincə quruluşu çox dəqiq şəkildə 12 əhəmiyyətli rəqəmə qədər ölçülür. Bu, bizə ER = EPR fərziyyəsinə güclü məhdudiyyətlər qoymağa imkan verdi.”
Ən əsası, hidrogendəki proton və elektron daxili olaraq bir-birinə dolaşır – heç bir xarici hazırlıq yolu ilə deyil, sadəcə bir-birinə bağlı olduqları üçün. Müəlliflərin çərçivəsində hər bir hidrogen atomu dolaşma və qurd dəliyi bağlantısı arasındakı ehtimal olunan əlaqənin zonduna çevrilir.
Tədqiqatçılar iddia edirlər ki, əgər həmin qurd dəliyi mövcuddursa, elektronun elektrik sahəsinin bir hissəsi ona sızmalıdır, protonun elektrik sahəsi isə yox.
Caved dedi: “Proton qurd dəliyindən təsirlənmir, çünki o, daha böyükdür və faktiki olaraq qurd dəliyini görmür”.
Sızma mexanizmini göstərmək üçün Vilson-Yuinq bir bənzətmə təqdim etdi: “Elektronun elektrik sahəsini təmsil edən bir mayeni nəzərdən keçirin. Mənbəyə yaxın bir drenaj yerləşdirilərsə nə baş verər? Mayenin bir hissəsi drenaja itir. Buradakı qurd dəliyi elektrik sahəsinin bir hissəsinin sıza biləcəyi bir drenaj kimidir.”
Bu sızma elektronun effektiv yükünü zəiflədəcək və hidrogen qədər dəqiq ölçülən bir sistemdə bu zəifləmə aşkar edilə bilər.
Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .
Fərziyyənin sınaqdan keçirilməsi
ER = EPR hələ birbaşa proqnozlar vermək üçün kifayət qədər dəqiq riyazi formada ifadə edilmədiyindən, tədqiqatçılar fərziyyənin hidrogen üçün nə demək olduğunu hesablamağa imkan verən bir çərçivə qurmalı idilər.
Birincisi, onlar elektronun elektrik sahəsinin qurd dəliyinə daxil olan hissəsinin proton və elektron arasındakı dolaşıqlıq entropiyası ilə mütənasib olduğunu fərz etdilər. Bu, iki hissəciyin nə qədər dolaşıq olduğunu ölçür. İkincisi, onlar bu təsirin yalnız nöqtə hissəciklərinə təsir etdiyini, ölçüsü kvant cazibə miqyasını çox aşan proton kimi mürəkkəb cisimlərə deyil, fərz etdilər.
Bu fərziyyələrə əsasən, elektronun effektiv yükü kənar müşahidəçiyə basdırılmış kimi görünür, sanki onun elektrik sahəsinin bir hissəsi qurd dəliyinə yoxa çıxıb. Basdırılma dolaşıqlıq entropiyası ilə miqyaslanır, buna görə də daha çox dolaşıq vəziyyətlər daha güclü təsir göstərir.
Əhəmiyyətli olan odur ki, hidrogenin bütün spin halları eyni dərəcədə dolaşıq deyil. Tək halında, maksimum dolaşıq spinlər tam basqı effekti yaşayacaq, dolaşıq olmayan üçqat hallar isə yaşamayacaq.
Fərziyyə eyni atom daxilində dolaşıq və dolaşıq olmayan hallar arasındakı bu fərqdən istifadə etməklə sınaqdan keçirilmişdir. İstənilən ER = EPR effekti bu hallar arasında ölçülə bilən enerji fərqi kimi görünəcəkdir.
Tapdıqları
Tədqiqatçılar hidrogendə ER = EPR-in əmələ gətirəcəyi iki müşahidə edilə bilən imza müəyyən etdilər.
Birincisi, elektrik sahəsinin sızması dolaşıq və dolaşıq olmayan spin vəziyyətləri arasındakı hiperincə parçalanmanı zəiflədəcək. İkincisi, əgər qurd dəliyi keçilməzdirsə, atomun 20 onluq yerlərinə qədər elektrik baxımından neytral olmasına baxmayaraq, hidrogen kiçik, lakin sıfırdan fərqli xalis yük daşıyacaq.
Heç bir təsir müşahidə edilməyib. Bu, hər hansı potensial ER = EPR effektinin gücünə ciddi məhdudiyyətlər qoyur və bu da təsirin, əgər varsa, təkcə hiperincə strukturdan əldə edilən təbii qiymətləndirmələrdən ən azı milyon dəfə, neytrallıq ölçməsindən isə milyard dəfə daha kiçik olduğunu göstərir.
“Müşahidə məhdudiyyətləri çox güclüdür”, – deyə Caved bildirib. “Mövcud məhdudiyyət nəzəri xarakter daşıyır, çünki ER = EPR fərziyyəsi hələ təsirin nə qədər güclü olacağını proqnozlaşdırmaq üçün kifayət qədər dəqiq şəkildə ifadə edilməyib.”
Gələcək işlər
Bu tədqiqat əlavə tədqiqatlar üçün bir neçə yol açır. Spektrləri hidrogenlə oxşar dəqiqliklə bilinən və eksperimental olaraq tutulması daha asan olan sezium, rubidium və kalium kimi daha ağır atomlar daha sərt məhdudiyyətlər yarada bilər.
Əvvəlcə cazibə qüvvəsinin kvant təbiətini araşdırmaq üçün hazırlanmış dolaşıqlıq şahidi təcrübələri, elektrik qarşılıqlı təsirləri vasitəsilə ER = EPR-i sınaqdan keçirmək üçün də uyğunlaşdırıla bilər. Lakin daha geniş risklər yalnız məhdudiyyətlərdən daha yüksəkdir.
Vilson-Yuinq bildirib ki, “Bu, ER = EPR fərziyyəsinə, yəni dolaşıq hissəciklərin kvant qurd dəlikləri ilə birləşdiyinə və dolaşıqlıqla fəza-zaman bağlantısı arasında əlaqənin olduğuna dair müşahidə dəstəyi təmin edəcək. Bu, həm kvant nəzəriyyəsini, həm də fəza-zaman həndəsəsini əhatə edən kvant cazibə qüvvəsi fenomeninin sübutu olardı ki, bu da sahə üçün irəliyə doğru mühüm bir addım olardı.”
Müəllifimiz Tejasri Gururaj tərəfindən sizin üçün yazılıb, Qabi Klark tərəfindən redaktə edilib və Robert Eqan tərəfindən faktlar yoxlanılıb və nəzərdən keçirilib — bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Əgər bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .
Nəşr detalları
İrfan Caved və digərləri, Hidrogenlə Qurd Dəliyi Vasitəçiliyi ilə Dolaşıqlığın Test Edilməsi, Fiziki İcmal Məktubları (2026). DOI: 10.1103/78f4-2gxv . ArXiv -də : DOI: 10.48550/arxiv.2512.02156
Jurnal məlumatları: Fiziki İcmal Məktubları , arXiv
Əsas anlayışlar
QravitasiyaKvant korrelyasiyaları, təməlləri və formalizmKvant cazibə qüvvəsi
