La física cuántica es un tema fascinante pero complicado de entender, y una de las cosas que asusta a los estudiantes de física es el concepto de enredo. (En realidad, las partículas están en múltiples estados, girando en múltiples direcciones, por ejemplo, y solo se puede decir que están en un estado u otro cuando se miden).
"Acción espeluznante a distancia" es como Albert Einstein se refirió a ella. Aquí está la nueva parte de esto: Julian Sonner, un investigador postdoctoral senior en el Instituto de Tecnología de Massachusetts, dirigió la investigación que muestra que cuando se crean dos de estos quarks, la teoría de cuerdas crea un agujero de gusano que une los quarks.
Según el MIT, esto podría ayudar a los investigadores a comprender mejor el vínculo entre la gravedad (que tiene lugar a gran escala) y la mecánica cuántica (que tiene lugar a una escala muy pequeña). Como dice el MIT, hasta ahora ha sido muy difícil para los físicos "explicar la gravedad en términos de mecánica cuántica", dando lugar a la preocupación de proponer una teoría unificadora única para el universo. Aún no hay suerte, pero mucha gente cree que existe.
"Hay algunas preguntas difíciles sobre la gravedad cuántica que todavía no entendemos, y hemos estado golpeando nuestras cabezas contra estos problemas durante mucho tiempo", dijo Sonner. "Necesitamos encontrar los avances correctos para comprender estas preguntas".
El entrelazamiento cuántico suena tan extraño a nuestra experiencia porque parece exceder la velocidad de la luz, lo que viola la relatividad general de Einstein. (Por supuesto, el límite de velocidad todavía se está probando, por eso los científicos estaban tan entusiasmados cuando parecía que las partículas se movían más rápido que la luz en un experimento de 2011 que luego fue desacreditado debido a un sensor defectuoso).
De todos modos, así es como se realizó la nueva investigación:
- Sonner examinó el trabajo de Juan Maldacena del Instituto de Estudios Avanzados y Leonard Susskind de la Universidad de Stanford. Los físicos observaban cómo se comportarían los agujeros negros enredados. “Cuando los agujeros negros se enredaron, luego se separaron, los teóricos descubrieron que lo que surgió fue un agujero de gusano, un túnel a través del espacio-tiempo que se cree que se mantiene unido por la gravedad. La idea parecía sugerir que, en el caso de los agujeros de gusano, la gravedad emerge del fenómeno más fundamental de los agujeros negros enredados ”, afirmó el MIT.
- Sonner luego se dispuso a crear quarks para ver si podía ver lo que sucede cuando dos se enredan entre sí. Usando un campo eléctrico, fue capaz de atrapar pares de partículas que salen de un entorno de vacío con unas pocas partículas "transitorias" en él.
- Una vez que atrapó las partículas, las mapeó en términos de espacio-tiempo (espacio de cuatro dimensiones). Nota: se cree que la gravedad es la quinta dimensión porque puede doblar el espacio-tiempo, como se puede ver en estas imágenes de galaxias a continuación.
- Sonner luego trató de descubrir qué sucedería en la quinta dimensión cuando los quarks se enredaran en la cuarta dimensión, utilizando un concepto de teoría de cuerdas llamado dualidad holográfica. “Si bien un holograma es un objeto bidimensional, contiene toda la información necesaria para representar una vista tridimensional. Esencialmente, la dualidad holográfica es una forma de derivar una dimensión más compleja de la siguiente dimensión más baja ”, afirmó el MIT.
- Y fue bajo la dualidad holográfica que Sonner descubrió que se crearía un agujero de gusano. La implicación es que la gravedadsí mismopuede salir del enredo de estas partículas, y que la flexión que vemos en el universo también se debe al enredo.
"Es la representación más básica hasta ahora que tenemos donde el enredo da lugar a algún tipo de geometría", afirmó Sonner. “¿Qué pasa si algo de este enredo se pierde y qué pasa con la geometría? Hay muchos caminos que se pueden seguir, y en ese sentido, este trabajo puede resultar muy útil ".
Puede ver la investigación en Cartas de revisión física.
Fuente: Instituto de Tecnología de Massachusetts
