Filip Strubbe tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləriRəssamın beşölçülü klassik nəzəriyyədə iki dolaşıq hissəcik haqqında təəssüratı. Müşahidəçinin perspektivindən müəyyən edilmiş dolaşıq hissəciklər arasında qeyri-lokal korrelyasiyalar, hissəciklərin dünya xətləri boyunca ciddi şəkildə lokal proseslərdən və keçmişdə ortaq bir hadisə ilə birləşdikdən sonra yaranır. Müəllif: Filip Strubbe

Kvant nəzəriyyəsi və Eynşteynin ümumi nisbilik nəzəriyyəsi müasir fizikanın ən böyük uğurlarından ikisidir. Hər biri öz sahəsində olduqca yaxşı işləyir: Kvant nəzəriyyəsi atomların və hissəciklərin necə davrandığını izah edir, ümumi nisbilik isə cazibə qüvvəsini və fəza-zamanın quruluşunu təsvir edir. Lakin, onilliklər boyu səy göstərməsinə baxmayaraq, elm adamları hələ də hər ikisini reallığın vahid aydın mənzərəsində birləşdirən qənaətbəxş bir nəzəriyyəyə sahib deyillər.

Ən çox yayılmış yanaşmalar cazibə qüvvəsinin də kvant ideyaları ilə təsvir edilməli olduğunu fərz edir. Fizik Riçard Feynmanın bir dəfə dediyi kimi, “Kvant mexanikasına inanırıq, amma cazibə qüvvəsini kvantlaşdırmasaq, çətinlik çəkirik.” Lakin kvant nəzəriyyəsinin özündə həll olunmamış dərin problemlər var. O, ölçmələrin müəyyən nəticələrə necə gətirib çıxardığını aydın şəkildə izah etmir və gündəlik təcrübə ilə toqquşan qəribə ideyalara, məsələn, həm dalğalar, həm də hissəciklər kimi davranan obyektlərə və uzaq sistemlər arasında görünən qeyri-lokal əlaqələrə əsaslanır.

Bu tapmacalar Bell teoremi sayəsində daha da kəskinləşir. Bu teorem göstərir ki, adi ideyalara — məsələn, lokallıq, obyektiv reallıq və sərbəst seçilmiş ölçmələrə əsaslanan heç bir nəzəriyyə — kvant nəzəriyyəsinin fəza və zamana dair adi dördölçülü baxışımız daxilindəki proqnozlarına tam uyğun gələ bilməz . Bu kvant proqnozları ilk dəfə Eynşteyn, Podolski və Rozen (EPR) tərəfindən müzakirə edilən dolaşıqlıq testlərində dəfələrlə təsdiqlənib. Nəticədə, adi dördölçülü fəza-zamanla məhdudlaşan sadə klassik izahatlar müşahidə etdiklərimizi tam şəkildə izah edə bilməz.

Bu ciddi konseptual məsələlər fundamental bir sual doğurur: Kvant təcrübələri həqiqətən qəribə bir kainatı ortaya qoyur, yoxsa onları səhv bir perspektivdən şərh etdiyimizi göstərir?Əlavə təkamül parametrinin funksiyası kimi dördölçülü fəza-zamanın dinamik təkamülünün sxematik təsviri. Hissəcik dünya xətləri irəli zaman istiqaməti boyunca öz-özünə yığılır və müxtəlif dinamika nümayiş etdirir, bu dünya xətlərindən qaynaqlanan cazibə qüvvəsi isə tarazlığa gəlməzdən əvvəl müvafiq olaraq birlikdə inkişaf edir. Bu dinamika kvant və cazibə qüvvəsi hadisələrini beşölçülü çərçivə daxilində fundamental olaraq klassik şəkildə eyni vaxtda təkrarlamaq üçün vacibdir. Müəllif: Filip Strubbe

Dörd ölçüdən kənar klassik bir nəzəriyyə

Bu yaxınlarda “Scientific Reports” jurnalında dərc olunmuş bir əsərimdə kvant fizikası və cazibə qüvvəsi haqqında fərqli bir düşüncə tərzini araşdırıram. Cazibə qüvvəsini kvant halına gətirməyə çalışmaq əvəzinə, həm kvant effektlərinin, həm də cazibə qüvvəsinin dörddən çox ölçüdə mövcud olan daha dərin, klassik bir quruluşdan yarana biləcəyini təklif edirəm.

Mənim motivasiyam sadədir: Əgər Bell teoremi bizə kvant effektlərinin intuitiv, klassik izahlarının adi dördölçülü məkan və zaman daxilində işləyə bilməyəcəyini deyirsə, bəlkə də problem məkan-zamanın özündədir. Buna görə də təkamül parametri kimi çıxış edən beşinci ölçü əlavə etməklə məkan-zamanı genişləndirirəm. Bu, tanış dördölçülü məkan-zamanın yeni bir şəkildə təkamül etməsinə imkan verir və həm kvant davranışını, həm də cazibə qüvvəsini klassik ideyalardan istifadə edərək izah etmək üçün yeni imkanlar açır.

Nəzəriyyənin əsas ideyası ondan ibarətdir ki, hissəciklər əvvəldən sabit cisimlər deyil. Əksinə, onlar bu əlavə parametr irəlilədikcə tədricən əmələ gələn “dünya xətləri” adlanan yollardan qurulur. Bu dünya xətləri əvvəlcə müxtəlif dinamika göstərə bilsələr də, təkamül irəlilədikcə yavaş-yavaş “kilidlənirlər”, ta ki gündəlik həyatda yaşadığımız sabit, klassik bir dünya yaranana qədər. Bu dinamika kvant mexanikasının qəribə nəticələrini müşahidəçi baxımından yaratmaq üçün çox vacibdir. Lakin, daha dərin beşölçülü mənzərədə əsas proseslər tamamilə klassik olaraq qalır.

Bu anlayışları təsvir etmək üçün təklif olunan çərçivə daxilində iki məşhur kvant təcrübəsini təkrarlayan nəzəri modellər qururam. EPR tipli korrelyasiyalar, təsirlərin əlavə təkamül parametrinin funksiyaları kimi dünya xətləri boyunca yayılmasına icazə verilməsi səbəbindən yaranır. Zərrəciklərin özləri heç vaxt işığın sürətini keçməsələr də, bu təsirlər müşahidəçilərə demək olar ki, dərhal görünə bilər. Bundan əlavə, ikiqat yarıqlı təcrübə üçün bir modeldə tək bir hissəcik bir çox qarşılıqlı təsir göstərən dünya xətləri ilə təsvir olunur. Birlikdə onlar dalğa bənzəri naxışlar yaradırlar, detektora çatan tək bir dünya xətti isə hissəciyə bənzər nəticə verir.

Cazibə qüvvəsi də daxil edilə bilər. Cazibə qüvvəsi effektləri, zəif cazibə qüvvəsi rejimində və ya daha ümumi şəkildə fəza-zaman əyriliyində əlavə təkamül parametrinə nisbətən cazibə potensialının tədricən boşalması yolu ilə yaranır. Həm maddə, həm də cazibə qüvvəsi zamanın irəli istiqamətində tədricən inkişaf etdiyindən, nəzəriyyə həmçinin zamanın bir istiqamətdə axdığının təbii izahını təqdim edir.

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 .

Nəticələr və proqnozlar

Ən təəccüblüsü odur ki, dolaşıqlıq və ikiqat yarıqlı müdaxilə kimi əsas kvant hadisələri bu beşölçülü nəzəriyyə daxilində bu qədər aydın, klassik şəkildə izah edilə bilər. Kvant hadisələrinin bu cür intuitiv şəkildə başa düşülməsinin standart kvant çərçivələri daxilində qeyri-mümkün olduğu düşünülür. Cazibə qüvvəsinin əsas aspektləri də eyni çərçivəyə uyğun gəldiyindən, bu yanaşma kvant cazibə qüvvəsinə yeni bir yol göstərə bilər.

Nəzəriyyə, kvant fizikasında uzun müddətdir mövcud olan problemlərin, məsələn, ölçmə probleminin və obyektlərin eyni anda bir çox vəziyyətdə olması və ya bir-birinə məsafədən dərhal təsir etməsi kimi ideyalara ehtiyacın qarşısını almaq üçün hazırlanmışdır. Buna görə də, Okhamın ülgücünə əməl edərək, reallığın belə aydın beşölçülü klassik təsvirinin intuitiv anlayışı tamamilə tərk edən kvant cazibə nəzəriyyələrindən daha üstün ola biləcəyini iddia edirəm.

Ən əsası, nəzəriyyə yalnız fəlsəfi deyil. O, standart kvant-qravitasiya yanaşmalarından fərqli olaraq sınaqdan keçirilə bilən proqnozlar verir. Məsələn, cazibə qüvvəsinin yaratdığı dolaşıqlıq kimi təsirlər – cazibə qüvvəsinin özü kvant olduqda tez-tez gözlənilən – bu çərçivədə yaranmır. Nəzəriyyə həmçinin ikiqat yarıqlı təcrübədə hissəciyin hansı yolu keçdiyi barədə məlumatın, prinsipcə, müdaxilə nümunəsini məhv etmədən cazibə qüvvəsi ölçmələri vasitəsilə əldə edilə biləcəyini irəli sürür. Bu fərqlər gələcək eksperimental sınaqlar üçün aydın imkanlar yaradır.

Nəticələr və gələcək istiqamətlər

Xülasə, yeni nəzəriyyə, reallığın məkan və zamanın dörd ölçüsü ilə məhdudlaşdığı fikrindən kənara çıxmağa hazır olsaq, həm kvant effektlərinin, həm də cazibə qüvvəsinin vahid, klassik şəkildə izah edilə biləcəyini irəli sürür. Bu baxımdan, kvant fizikasının qəribə davranışı təbiətin özünün xüsusiyyəti olmaya bilər, əksinə daha dərin, daha yüksək ölçülü klassik reallığa məhdud baxışımızın nəticəsi ola bilər.

Hazırda bu nəzəriyyə yalnız ilk addımdır. Kvant nəzəriyyəsinin, o cümlədən hissəciklər fizikasının Standart Modelinin uğurlarını tam şəkildə təkrarlaya bilib-bilməyəcəyini və qara dəliklər kimi ekstremal şəraitdə etibarlı qalıb-qalmadığını görmək üçün əlavə tədqiqatlar aparılmalıdır. Əgər belədirsə, bu yanaşma kvant cazibəsi nəzəriyyəsinin axtarışında yeni bir istiqamət aça bilər.

Bu hekayə , tədqiqatçıların dərc olunmuş tədqiqat məqalələrindən əldə etdikləri nəticələri bildirə biləcəyi Science X Dialog -un bir hissəsidir . Science X Dialog haqqında məlumat və necə iştirak etmək barədə məlumat üçün bu səhifəyə daxil olun .

Daha çox məlumat: Filip Strubbe, Qravitasiya və kvant hadisələri üçün beşölçülü klassik çərçivə, Elmi Hesabatlar (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-32860-8

Jurnal məlumatları: Elmi Hesabatlar 

Filip Strubbe Gent Universitetində qabaqcıl mikroskopiya texnikaları və nanopartikül analizi üzrə ixtisaslaşmış professordur. Bundan əlavə, o, kvant mexanikası və kvant cazibə qüvvəsi sahəsində fundamental məsələlər üzrə tədqiqatlar aparır.