क्वांटम गुरुत्व की आवश्यकता के बिना गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम यांत्रिकी को एकीकृत करना - भौतिकी विश्व

क्वांटम गुरुत्व की आवश्यकता के बिना गुरुत्वाकर्षण और क्वांटम यांत्रिकी को एकीकृत करना - भौतिकी विश्व

टाइम स्टैम्प: 8 जनवरी, 2024 सुबह 4:42 बजे

क्वांटम और शास्त्रीय युग्मन
यादृच्छिक युग्मन: जोनाथन ओपेनहेम ने क्वांटम यांत्रिकी और सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत को एकीकृत करने के लिए एक नया तरीका विकसित किया है। (सौजन्य: शटरस्टॉक/रोस्ट9)

जोनाथन ओपेनहेम यूनिवर्सिटी कॉलेज लंदन में एक नया सैद्धांतिक ढांचा विकसित किया गया है जिसका उद्देश्य क्वांटम यांत्रिकी और शास्त्रीय गुरुत्वाकर्षण को एकीकृत करना है - क्वांटम गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत की आवश्यकता के बिना। ओपेनहेम का दृष्टिकोण गुरुत्वाकर्षण को शास्त्रीय बने रहने की अनुमति देता है, जबकि इसे स्टोकेस्टिक (यादृच्छिक) तंत्र द्वारा क्वांटम दुनिया से जोड़ता है।

दशकों से, सैद्धांतिक भौतिकविदों ने आइंस्टीन के सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत - जो गुरुत्वाकर्षण का वर्णन करता है - को क्वांटम सिद्धांत के साथ समेटने के लिए संघर्ष किया है, जो भौतिकी में बाकी सभी चीजों का वर्णन करता है। एक मूलभूत समस्या यह है कि क्वांटम सिद्धांत मानता है कि अंतरिक्ष-समय निश्चित है, जबकि सामान्य सापेक्षता कहती है कि विशाल वस्तुओं की उपस्थिति के जवाब में अंतरिक्ष-समय गतिशील रूप से बदलता है।

अब तक, सुलह प्रयासों पर इस विचार का प्रभुत्व रहा है कि गुरुत्वाकर्षण की हमारी वर्तमान समझ अधूरी है, और बातचीत का एक मात्रात्मक विवरण आवश्यक है। इस तर्क ने कई प्रकार की जांच को जन्म दिया है - जिसमें स्ट्रिंग सिद्धांत और लूप क्वांटम गुरुत्व का विकास भी शामिल है। हालाँकि, इन विचारों का परीक्षण करने के प्रयोग बेहद चुनौतीपूर्ण हैं, और क्वांटम गुरुत्व का सिद्धांत मायावी बना हुआ है।

युग्मित वास्तविकताएँ

क्वांटम गुरुत्व एकीकरण का एकमात्र मार्ग नहीं है, और समस्या का समाधान यह जांच करके किया जा सकता है कि क्या क्वांटम यांत्रिकी और सामान्य सापेक्षता को सह-अस्तित्व की स्थिति में जोड़ा जा सकता है।

हालाँकि, यह दृष्टिकोण किनारे रह गया है क्योंकि यह विभिन्न "नो-गो प्रमेय" का आह्वान करता प्रतीत होता है जो युग्मन को असंभव बना देता है। दरअसल, कई युग्मन योजनाएं हाइजेनबर्ग के अनिश्चितता सिद्धांत का उल्लंघन करेंगी - जो क्वांटम सिद्धांत का एक केंद्रीय सिद्धांत है।

पिछली युग्मन योजनाओं द्वारा साझा की गई एक प्रमुख धारणा यह है कि क्वांटम और गुरुत्वाकर्षण दुनिया के बीच संबंध प्रतिवर्ती है। इसका मतलब यह है कि यदि किसी भी समय सिस्टम की स्थिति को मापा जाता है, तो इसका उपयोग गति के समीकरणों के साथ अतीत या भविष्य में किसी भी बिंदु पर इसकी स्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए किया जा सकता है।

अब, ओपेनहेम का तर्क है कि इस धारणा की आवश्यकता नहीं हो सकती है और कहते हैं कि युग्मन स्टोकेस्टिक हो सकता है। इसका मतलब यह है कि सिस्टम के अतीत और भविष्य की स्थिति का एक माप के आधार पर निश्चित रूप से अनुमान नहीं लगाया जा सकता है। इसके बजाय, अतीत और भविष्य की भविष्यवाणी केवल संभाव्य समीकरणों से की जा सकती है जो संभावनाओं की एक श्रृंखला प्रस्तुत करते हैं।

स्टोकेस्टिक ढाँचा

अपने अध्ययन में, ओपेनहेम क्वांटम और शास्त्रीय-गुरुत्वाकर्षण दुनिया को युग्मित करने के लिए एक नया स्टोकेस्टिक ढांचा विकसित करने के लिए इस विचार पर आधारित है। चूँकि इन दुनियाओं में मौलिक रूप से अलग-अलग नियम हैं, ओपेनहेम का सिद्धांत उनमें से प्रत्येक के लिए अलग-अलग सांख्यिकीय सिद्धांतों का उपयोग करता है।

क्वांटम पक्ष पर, ओपेनहेम मानता है कि सिस्टम की स्थितियाँ आसपास के वातावरण में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव से लगातार प्रभावित होती हैं। शास्त्रीय पक्ष पर, राज्य सिस्टम के चरण स्थान के भीतर संभाव्यता वितरण के रूप में दिखाई देते हैं।

इन दोनों विवरणों को एक साथ चित्रित करते हुए, ओपेनहेम एक एकल "शास्त्रीय क्वांटम अवस्था" का वर्णन करता है। यह स्थिति एक साथ चरण स्थान के कुछ क्षेत्र में सिस्टम की मौजूदगी की संभावना और उस विशेष क्षेत्र में इसकी क्वांटम स्थिति की भविष्यवाणी करती है।

इसने ओपेनहेम को एक समीकरण प्राप्त करने की अनुमति दी जो क्वांटम यांत्रिकी और शास्त्रीय गुरुत्वाकर्षण के बीच युग्मन का वर्णन करता है, जबकि उनकी प्रत्येक अनूठी विशेषता को संरक्षित करता है। इससे बदले में उन्हें अपने विचारों के गहरे भौतिक निहितार्थों का पता लगाने की अनुमति मिली। इनमें सामान्य सापेक्षता और कण भौतिकी के मानक मॉडल में अंतर्निहित क्वांटम क्षेत्र सिद्धांत के बीच युग्मन की संभावना शामिल है।

प्रस्ताव में वर्णित है शारीरिक समीक्षा एक्स। में दृष्टिकोण आलेख कागज के साथ, थॉमस गैली वियना में ऑस्ट्रिया के क्वांटम ऑप्टिक्स और क्वांटम सूचना संस्थान का कहना है कि ओपेनहेम का विचार एक ही समय में कट्टरपंथी और रूढ़िवादी दोनों है - दृढ़ता से निहित धारणाओं को खारिज करना, जबकि अभी भी लंबे समय से स्थापित भौतिक कानूनों के अनुरूप है। हालाँकि, उन्होंने चेतावनी दी है कि "स्टोचैस्टिसिटी के लिए ट्रेडिंग क्वांटमनेस की अपनी वैचारिक कठिनाइयाँ हैं"। वह बताते हैं कि, "ओपेनहेम ने पाया है कि क्वांटम जानकारी ब्लैक होल में खो सकती है, जिसका परिणाम कई भौतिकविदों को अस्वीकार्य लग सकता है"।

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