Dört boyutlu uzay-zamanın sınırı ortaya çıkar: kuantum korelasyonu ile uzay-zaman geometrisi arasındaki bağlantı
Bilim adamları yerelliğin uzay-zaman dağılımının ölçümü üzerindeki etkisini araştırdılar ve araştırma sonuçları Nature'ın "Kuantum Bilgileri" nde yayınlandı. Yerellik, tüm fiziksel etkileşimlerin arkasındaki temel bir ilkedir.Her fiziksel sistem yalnızca yakınındaki diğer sistemlerle etkileşime girebilir.Bu nedenle, iki uzak nesne arasındaki etkileşim bir aracı tarafından koordine edilmelidir. Örneğin, kablosuz iletişim ekipmanı ve cep telefonlarının tanıdık örneğinde, uzun mesafelerde bilgi göndermek ve almak için, aracının rolü elektromanyetik dalgalardır.
Parçacık fiziği bize temel parçacıkların benzer şekilde davrandığını söyler. İkisi birbirine kuvvet uyguladığında, bu anlık olarak uzaktan gerçekleşmez, ancak yerel olarak aracı görevi gören bir parçacığın değiş tokuşu yoluyla sağlanır. Etkileşim yerinin önemli bir sonucu, temel parçacıkları tanımlayan katılar ve kuantum alanları gibi birçok fiziksel sistemin sözde "alan yasası" özelliklerini karşılamasıdır.
Alice ve Bob
Bu özelliğin anlamını açıklamak için, tüm fiziksel sistemin bileşenlerini ölçen Alice ve Bob adında iki gözlemci olduğunu varsayalım. Alice uzayda bir bölgenin sadece bir kısmını ölçebilir. Bu alan, alanın geri kalanından bir sınırla ayrılır ve Bob, Alice'in alanının dışındaki kısmı ölçebilir.
"Alan kanunu" kabaca, Alice ve Bob'un ölçüm sonuçlarının birbiriyle ilişkili olduğu derecenin, alanın hacmi ile değil, Alice ve Bob'u ayıran sınır alanı tarafından belirlendiği anlamına gelir. Bu biraz şaşırtıcı çünkü enerji veya entropi gibi diğer birçok termodinamik miktar veya bilgi niceliği genellikle alanın alanından ziyade hacimle ölçeklenir.
Kuantum mekaniği ve yerçekimi
Alan yasası genellikle uzamsal bölgeler cinsinden ifade edilse de (örnekte olduğu gibi), Einstein'ın görelilik teorisi (bir uzay-zaman içinde birleştirilmiş) bize doğru fizik tanımının uzay-zamandaki yerel etkileşimlere dayanması gerektiğini söyler. Bu bir soruyu gündeme getiriyor: alan yasasının özelliklerinin zaman ve uzaydaki bölgelere genişletilip genişletilemeyeceği. Özellikle, Alice'in artık sistemin bir bölümüne erişmesine izin verildiğini, bu bölümün bir uzay kutusuyla sınırlı olduğunu ve sınırlı bir süre içinde birkaç ölçüm yapabileceğini varsayalım.
Bu şekilde, tüm ölçümleri dört boyutlu bir uzay-zaman kutusunda gerçekleştirilir. Alice'in kutusunun dışında, Bob'un sisteme zaman ve mekanda herhangi bir noktada erişmesine izin verilir. "Quantum Information", Viyana'daki Kuantum Optik Enstitüsü'nden bilim adamları ve Avusturya Bilimler Akademisi'nden bir kuantum bilgi bilimcisi tarafından bu dört boyutlu uzay-zaman bölgesinin sınırlarının Alice ile Bob'un ölçüm sonuçları arasındaki ilişkiyi söyleyip söyleyemeyeceğini araştırmak için yeni bir araştırma makalesi yayınladı. Seks.
Yeni çalışmada, söz konusu fiziksel sistem yerel olarak etkileşen parçacıklardan oluşuyorsa, uzay-zaman bölgesinin alan yasası oluşturulmuştur. Akademik Enstitü başkanı ve çalışmanın ortak yazarı aslav Brukner şunları söyledi: Bu çalışma, kuantum korelasyonu ile uzay-zaman geometrisi arasında bir bağlantı sağlıyor. Bu içgörüler, kuantum mekaniğini ve yerçekiminin görelilik kuramını birleştirmenin gelecekteki gelişimine yardımcı olabilir.
