Clara Aldegünde kuantum fenomeninin uzay-zaman dokusunu nasıl bir araya getirerek gerçekliğimizi ortaya çıkardığını anlamak için entelektüel bir yolculuğa çıkıyor.
Kasım 2021, Clara Aldegunde Merkez Kütüphanenin 2. Katında, Imperial College London, Birleşik Krallık
Kütüphanedeyim, kuantum fiziği üzerine ilk makalem için derinden araştırma yapıyorum, telefonum çalıyor ve aniden gerçeğe dönüyorum. Ailem arıyor ve onlarla konuşmak için aceleyle sessiz çalışma alanından ayrılıyorum.
Her zamanki selamlaşma ve dedikodulardan sonra öğrendiklerimi onlarla paylaşmadan edemiyorum. Öğrendiğime göre bazı teorisyenler, evrenimizin uzay-zaman dokusunu yaratmaktan kuantum etkileşimlerinin sorumlu olduğunu düşünüyor. Bu araştırmacılar, basitleştirilmiş modeller ve matematiksel araçlar kullanarak hem uzayın hem de zamanın nasıl ortaya çıktığını açıklamayı umuyorlar. Bu teoriyi bizimkiyle aynı özelliklere sahip bir evrene uyarlamak için daha fazla araştırma hayati olsa da, bu, kuantum yerçekimine ve uzun süredir aranan "Her Şeyin Teorisi"ne doğru umut verici bir ilk adım olabilir.
"Bu heyecan verici değil mi?" Hattın diğer ucunda şaşkın şaşkın dinleyen aileme soruyorum. Bu kavramın inanılmaz derecede derin içerimlerini anlamalarını sağlama isteğine kapılıp, kuantum mekaniğinin temellerini açıklayarak başlamam gerektiğini düşünüyorum.
Kuantum mekaniğini gerçekten kavramak için, daha klasik zihniyetimizi bir kenara bırakmalıyız. Şu anda emin olduğum iki şey var: Londra, South Kensington'dayım, duruyorum, aileme kuantum mekaniğini anlatıyorum ve onlar 2197 km uzakta bir kanepede oturuyorlar. Proton ve elektron gibi kuantum parçacıkları olsaydık, bunların hiçbiri doğru olmazdı. Klasik mekanikte, bir sistemin belirli bir andaki konumu ve momentumu sorulduğunda kesin cevaplara sahibiz. Ama sınırı klasikten kuantum alemine geçtiğinizde, fizikçilerin 20. yüzyılın başlarında yaptığı gibi, bu kuralların yıkıldığını göreceksiniz.
Kuantum ölçeğinde, belirli bir zamanda bir parçacığın hem konumu hem de momentumu asla tam olarak tahmin edilemez. Ve herhangi bir sistemi tanımlamak için, kuantum ölçümlerinin olasılıksal doğasını ele almak için dalga fonksiyonuna (bir sistemin tüm ölçülebilir bilgilerini içeren kuantum durumunun matematiksel bir açıklaması) ihtiyacımız var. Bu nedenle kuantum parçacıkları, aynı anda durumların "süperpozisyonunda" var olan, birden fazla olasılığı kucaklayacak şekilde matematiksel olarak ifade edilir. Bir ölçüm yaptığımızda, dalga fonksiyonu çöker ve gözlemlediğimiz şeye karşılık gelen tek bir kesin değer seçer: bilinen kesin bir ölçüm.
Aileme bu hızlı tanıtımı yaptıktan ve birden aklıma telefon faturası geldikten sonra, doğrudan üzerinde çalıştığım makalenin odak noktasına gitmeye karar verdim: kuantum dolaşıklığı. Şimdiye kadar açıklamalarımı takip edip etmediklerini merak edemeyecek kadar hevesli olarak, bu kavramın nasıl "kuantum mekaniğinin karakteristik özelliği, klasik düşünce çizgilerinden tüm ayrılmasını zorlayan" - tıpkı Erwin Schrödinger'in neredeyse ilan ettiği gibi - açıklamaya çalışıyorum. 90 yıl önce (Matematik. İşlem Camb. Philos. Sosyete. 32 446).
Dolaşma, iki veya daha fazla parçacığın klasik fiziğin izin verdiğinden daha yakın bir ilişkiye sahip olabileceği tamamen kuantum-mekanik bir olgudur. Bu, bir parçacığın durumunu belirlersek, ne kadar yakın veya uzak olursa olsun, diğerinin/parçacıkların kuantum durumunu anında sabitlediği anlamına gelir. Bu aynı zamanda, eğer bu tür iki dolaşık parçacık durumların üst üste gelmesi durumundaysa, birinin dalga fonksiyonunun çökmesi diğerinin anında koordineli çökmesi anlamına gelir. Bu güçlü korelasyon, uzay ve zamanı aşıyor gibi görünüyor, öyle ki, aralarındaki mesafe ne olursa olsun, bir parçacığın durumunu, sadece dolaşık çiftini ölçerek belirleyebiliyoruz. Örneğin, bir parçacığın dönüşünü biliyorsanız, diğerinin dönüşünü de her zaman belirleyebilirsiniz. Belki de uzay ve zamanı birbirine bağlayan temel parçacıklar arasındaki bu derin kuantum bağlantısı olabilir mi?
Ama nihayetinde ne arıyoruz ve böyle bir kuantum uzay-zaman neye benzerdi? Albert Einstein, genel görelilik teorisi (GR) ile Isaac Newton'un evrensel çekim yasasını devirdi. Yerçekimini uzay-zamanın geometrik bir özelliği olarak tanımlar, burada madde ve radyasyonun enerjisi ve momentumu doğrudan uzay-zamanın eğriliğini belirler - ancak GR ayrıca klasik fiziğin sınırları içinde formüle edilir. Kuantum mekaniğini ve yerçekimini birleştirmek için araştırmacılar uzun süredir tutarlı bir kuantum yerçekimi teorisi arayışındalar. Cazip bir çözüm, daha önce bahsedilen fikre dayanıyor: belki de uzay-zamanın dokusu, bir tür kuantum dolaşıklığının ortaya çıkan bir özelliği olabilir; Einstein'ın göreli alan denklemlerini nihai olarak tatmin eden bir tane.
"Sihir gibi gelmiyor mu?" Aileme soruyorum. Onların şaşkın sessizliği benim coşkumu sarsmıyor. Telefonu kapatıp masama döndükten sonra kendimi öncü teorik fizikçiler Juan Maldacena ve Gerard 't Hooft olarak hayal ediyorum ve kuantum dünyası ile dünya arasındaki bağlantıları aydınlatmaya başlayan keşiflerin eşiğinde oldukları zamanları düşünüyorum. boş zaman.
[Sorumluluk Reddi: Aşağıda yer alan bilim adamları gerçek olsa da, senaryolar ve alıntılar kurgusaldır, bu makalenin amacı için yazar tarafından hayal edilmiştir]
Kuantum uzay-zaman inşa etmek
Yerçekimi, nesnelerin birbirleriyle büyük ölçekte nasıl etkileşime girdiğini belirleyen bir kuvvettir. Ölçeğin çok daha küçük bir ucunda - yerçekiminin neredeyse göz ardı edilebilir bir etkiye sahip olduğu yerde - evrenimizdeki her şeyi oluşturan temel parçacıklar var ve bunların etkileşimleri kuantum mekaniği yasaları tarafından belirleniyor.
Kuantum alan teorileri, klasik alan teorisini (bize temel parçacıkların ve alanların nasıl etkileştiğini söyler), özel göreliliği (bize uzay ve zaman arasında bir eşdeğerlik verir) ve kuantum mekaniğini birleştiren çerçevelerdir. Evrendeki dört temel kuvvetten üçüne uygulanırlar - elektromanyetik, güçlü ve zayıf kuvvetler, ancak yerçekimi değil.
Ne yazık ki, evrenimizdeki yerçekimi ve uzay-zamanın nasıl çalıştığını açıklayan genel görelilik kuramı (GR), kuantum mekaniği ile uyumlu değildir. Gerçekten de GR, uzay-zamanın sürekli olduğunu söylerken, kuantum mekaniği her şeyin ayrı ayrı nicelenmiş madde ve enerji paketlerinde olduğunu dikte eder.
Yerçekimi ile kuantum mekaniğini birleştirmek için fizikçiler ve matematikçiler uzun süredir bir kuantum yerçekimi teorisi geliştirmek için çalışıyorlar. 1997'de Arjantinli teorik fizikçi Juan Maldacena, yerçekimine sahip bir uzay-zaman bölgesinin potansiyel olarak tamamen kuantum teorisinden nasıl türetilebileceğini gösterme girişiminde, anti-de Sitter uzayı adını verdiği iki fiziksel teori arasında varsayımsal bir bağlantı önerdi. uyumlu alan teorisi yazışması (AdS/CFT).
Bir yanda anti-de Sitter uzayları (AdS) – kuantum yerçekimi teorilerinde kullanılan ve sicim teorisine göre formüle edilen özel bir uzay-zaman geometrisi türü. Öte yandan, konformal dönüşümler altında değişmez olan kuantum alan teorisinin özel bir versiyonu olan konformal alan teorileri (CFT) vardır. Bu dönüşümler öyledir ki, bir uzay-zamanın açıları ve hızları korunur ve ölçekteki bir değişiklik gibi diğer değişikliklere rağmen değişmeden kalır. Ne yazık ki bu, evrenimizde gözlemlediğimiz kuantum elektrodinamiği için geçerli değil, çünkü ölçekteki bir değişiklik temel parçacıkların ve alanların yüklerini ve enerjilerini etkileyecektir, bu da gerçekliğimizde gözlemlediğimiz kuantum alanlarının konformal alan tarafından tanımlanmadığı anlamına gelir. teoriler.
Maldacena'nın AdS/CFT yazışması, bu iki teorinin aynı fiziksel olgunun iki farklı tanımını sağladığını varsayar. Önerdiği evrende AdS, bu holografik evrenin yerçekimsiz sınırı olan CFT'den bir hologram gibi ortaya çıkan bir uzay-zaman bölgesidir. Gerçekten de, 3D AdS yerçekimine sahiptir ve negatif kavislidir (bir eyer şekli hayal edin), bu da onun bir sınırı olmasına izin verir - yerçekimini içermeyen 2D CFT.
Alt boyutlu sınır, "holografik prensip" olarak adlandırılan veya bize aynı sisteme iki farklı bakış açısı veren dualiteye yol açan şeydir - tıpkı bir hologramda olduğu gibi, tüm 3 boyutlu bilgilerin 2 boyutlu bir yüzeyde depolandığı yer . CFT, AdS alanından bir eksik boyuta sahip olduğundan, onu bir 2B silindirin 3B yüzeyi olarak hayal edebilirsiniz - yüzeyde oynayan kuantum mekaniğinin yığının tüm bilgilerini içerdiği bir yüzey. Ve olduğu gibi, yığındaki uzay-zaman geometrisine yol açan, sınırdaki kuantum dolaşıklığıdır.
Ocak 1998, Juan Maldacena, ABD, Harvard Üniversitesi yakınlarındaki evinin oturma odasında
Uzun bir iş gününden sonra (Juan Maldacena) eve geldiğinizde iki yaşındaki kızınızı oturma odasında, günlük nesnelerin minyatür versiyonları olan oyuncaklarıyla çevrili halde bulur. Belirli uzay-zaman geometrilerinin (“oyuncak evrenler”) yerçekimi olmayan bir tür kuantum teorisiyle (daha özel olarak konformal alan teorisi, CFT olarak bilinir) belirli karşılıklarının nasıl bulunabileceğine dair bir makale yayınladınız. Ve nasıl ki kızınızın oyuncakları, gerçekliğin ele alınması çok daha kolay bir versiyonunu temsil ediyorsa, evrenimizin basitleştirilmiş versiyonları da uzay-zamanın kökenini anlama problemini çok daha yaklaşılabilir hale getiriyor.
Bu güzel simetri konusunda tutkulu bir şekilde, kızınıza oyuncaklarının tıpkı anti-de Sitter uzayına (AdS) benzediğini açıklamaya başlarsınız – sicim teorilerine dayanan kuantum yerçekimi teorilerinde kullanılan yerçekimine sahip çok boyutlu bir uzay-zaman. Gerçekten de, AdS/CFT ilişkisini keşfettiğinizden beri, bu konuyu incelemek için en çok kullanılan alternatif uzay-zaman geometrisi AdS'dir (yukarıdaki kutuya bakın).
Belirli bir uzay-zaman geometrisi (gerçek evrenimizden daha kolay idare edilir) ile kuantum mekaniği arasındaki bu ikiliği analiz ederek, fiziğin en temel sorusunu yanıtlamak için doğru başlangıç noktasına sahibiz: uzay-zaman nihai olarak neyden yapılmıştır?
Bir AdS evreninin negatif kavisli olmasına ve bu nedenle bizim pozitif kavisli ve genişleyen evrenimizin aksine kendi içine çökmesine rağmen, bu basitleştirilmiş evrenlerin kuantum dolaşıklığının ardındaki fiziği incelerken nasıl büyük yardımı olabileceğini açıklarken şaşkın çocuğunuz bakıyor. örgü uzay-zaman. Ciddiyetle, "Zorlu sorunları o kadar da zorlayıcı olmayan küçük parçalara ayırabildiğiniz zaman çözmek çok daha kolay," diyorsunuz.
Yine de, hala büyük bir kavramsal engel var: Kuantum fiziğinin matematiği üç boyutta işlerken, uzay-zaman dört boyutludur. Neyse ki, başka bir teorisyen zaten davayla ilgilendiğinden, kızınızın fazla endişelenmesine gerek yok.
1994, Gerard 't Hooft, Hollanda Utrecht Üniversitesi'nde bir amfide
Sen (Gerard 't Hooft), bir yıl önce bilim camiasına tanıttığınız bir kavramı onlara açıklamanızı isteyen hevesli öğrencilerle çevrili, olağan lisans dersinizdeler: holografik ilke. Kara deliklerin olay ufuklarında yerçekimi, kuantum mekaniği ve termodinamik yasaları gerçekten çatıştığında ne olduğuna bir çözüm olarak geliştirilen holografik ilke, kuantum mekaniği tarafından ifade edilen bir 4B yüzeye 3B uzay-zamanın yansıtılabileceğini öne sürüyor. Tıpkı bir TV'deki 2B piksel dizisinin 3B görüntüyü temsil etmesi gibi, uzay-zaman da bu "hologram" ile matematiksel olarak bir boyuttan daha az tanımlanabilir.
Holografik ilke, 3B uzayın, doğru şekilde yapılandırıldığında, uzay-zamana yol açan fazladan bir dördüncü boyut oluşturan alanlar tarafından sıralanabileceğini ileri sürer. Alt boyutlu hologram (3B kuantum tanımı), bu sınırdaki dolaşıklık sayesinde oluşturulan 4B yığın uzay için bir sınır görevi görür (şekil 1). ABD'li teorisyen olarak Ted Jacobson daha sonra 1995'te onaylanacaktı, daha fazla dolaşıklık, hologramın parçalarının daha sıkı bir şekilde birbirine bağlı olması, uzay-zaman dokusunun deforme edilmesini daha zor hale getirmesi ve Einstein'ın anladığı gibi daha zayıf bir yerçekimine yol açması anlamına geliyordu.
"Ama 'hologram' dediğimiz bu kuantum-mekanik tanımdan dolaşıklığı matematiksel olarak çıkarsaydık ne olurdu?" retorik olarak öğrencilerinize soruyorsunuz. "Pekala, uzay-zamanın ikiye ayrıldığını bulduk. Aslına bakarsanız, tüm dolaşıklığı ortadan kaldırırsak, uzay-zamansız kalırız.”
Öğrencileriniz ikna olmuş görünmüyor, bu yüzden biraz daha ileri giderek dolaşıklık entropisi kavramını tanıtmaya karar veriyorsunuz. Bu, iki sistem arasındaki dolaşıklık miktarının bir ölçümüdür ve teorisyenler, dolaşıklık miktarıyla orantılı olduğunu bularak bunu kütlenin yüzeyiyle doğrudan ilişkilendirebilmişlerdir.
Ancak bu bağlantıyı kurabilmek için, ayrık bağlantılar fikrini geride bırakarak, bir dolaşıklıklar sürekliliğini dikkate almamız gerektiğini söylüyorsunuz. Bunu yaptığımızda ve hologramdaki dolaşıklığın sıfıra yaklaşmasına izin verdiğimizde, (uzay-zamanın yaşadığı yer) kütle alanı da kaybolur, tıpkı bir kumaş parçasının iplerini çıkarırsak olacağı gibi (şekil 2).
Dramatik bir etki yaratmak için duraklarsınız, en hevesli öğrencilerinizin gözleriyle birer birer buluşursunuz ve "Bu, uzay-zamanın gerçekten de temelde kuantum mekaniği olduğunu, evrenin farklı parçaları arasındaki dolaşıklıkla bir arada tutulduğunu destekleyen güçlü bir argüman değil mi?" hologram mı?”
25 Aralık 2021, Clara Aldegunde aile evinin yemek odasında
"Nihayet, hak edilmiş bir mola," diye düşündüm, ailenin ortasında Noel yemeğinde, babamın makalemi "kim bilir nasıl uzay ve zamanı oluşturan parçacıklar arasındaki bazı etkileşimler" hakkında olduğunu söylediğini duyduğumda. Birdenbire, tüm aileme bu hipotezin modern fizik için ne kadar hayati olduğunu anlama ihtiyacı duydum. Tutkumdan ve özümsediğim tüm yeni bilgilerden hareketle, kuantum biti veya kübit kavramını tanıtarak bu fikirleri onlara açıklamak için bir kez daha denemeye karar verdim.
Qubit, iki (veya daha fazla) olası duruma sahip bir kuantum sistemidir. Klasik bitler 0 veya 1 değerini alabilirken, kübitler (örneğin, kuantum parçacığının dönüşü ile karakterize edilir) kuantum özelliklerine sahiptir ve durumların üst üste binmesinde var olabilir. Ve eğer bu kübitler birbirine karışırsa, birinin durumunu bilmek, diğerinin durumunu bilmek anlamına gelir; bu, herhangi bir sayıda kübit koleksiyonuna kolayca genişletilebilecek bir kavramdır.
Her kübiti komşusuyla karıştırmak, tamamen dolaşık bir 2B ağa yol açar ve bu tür iki ağın dolanması, bir 3B geometriyle sonuçlanır. Daha sonra, bunun 't Hooft'un fikirleriyle ilgili olduğunu anlıyorum, çünkü birbirine karışmış kübitler, içinde bulundukları boyutların sayısının ötesinde bir boyut daha yaratıyor, yığının varlığını ve holografik ilkenin getirdiği sınırı açıklıyor.
"Fakat hologramın iki uzak noktası, aradaki uzay-zaman kütlesini oluşturmak için karışırsa ve bilgi bir kuantum parçacığından diğerine anında seyahat ederse, bu ışık hızını aşmak anlamına gelmez mi?" açıklamamı zevkle takip eden teyzem soruyor.
Aslında, bu kavramsal problem, dolaşık parçacıkların onları ayıran uzayı gerçekten kaplamak zorunda olmadıkları savunularak çözülebilir. Dolanıklığın uzay-zamanda meydana gelmediğini, uzay-zamanı yarattığını anladığımız sürece, ışık hızı hala fiziksel bir sınır olabilir. Nasıl ki bir kaya ya da portakal atomlardan oluşuyor ama atom fiziğinin özelliklerini göstermiyorsa, uzayı oluşturan elementlerin de uzaysal olmaları gerekmez, doğru şekilde bir araya geldiklerinde uzaysal özelliklere sahip olurlar.
Teyzem dışında, ailemin çoğu kafası karışmış görünüyor ve açıklamamdan etkilenmemiş durumda. Ancak, kuantum mekaniğinin nasıl artık uzay-zamanla karşılaştırılabilecek bir geometri haline geldiğini anladığım için, bu tartışmanın kafamdaki birkaç fikri açıklığa kavuşturduğunun farkındayım.
Tatiller boyunca, uzay-zamanın kökenlerini keşfetmeye yönelik araştırmama geri dönmeyi özlüyorum. Aile şenliklerine ara verdim ve Stanford Üniversitesi profesörü Monika Schleier-Smith'i düşünmek için sessiz bir oda buldum. Ekibi laboratuvarlarında yüksek oranda dolaşık kuantum sistemleri üzerinde tersine mühendislik yaparak bir tür uzay-zamanın ortaya çıkıp çıkmadığını görmek için çalışıyor. . 2017'de Brandeis Üniversitesi fizikçisi Brian Swingle'ın "dolaşıklıktan inşa edilen doğru özelliklere sahip bir geometrinin yerçekimi hareket denklemlerine uyması gerektiği" sonucuna nasıl vardığını düşünüyorum (Annu. Rev. Yoğunlaşıyor. Madde Fiz. 9 345).
2015, Monika Schleier-Smith, Brian Swingle'ın ABD'deki Stanford Üniversitesi'ndeki ofisinden e-postasını yanıtlıyor
"Evet, Profesör Swingle, laboratuvarımda zamanı tersine çevirebilirim," siz (Monika Schleier-Smith) gelen çok özel soruya yanıt olarak söyle Brian Swingle. Laboratuvarınızda, laboratuvarınızda deneysel olarak uzay-zaman yaratabileceğinizi umarak, atomlar arasındaki karışıklığı, etkileşimlerini tersine çevirmenin mümkün olacağı kadar kesin bir şekilde kontrol etmeye çalışıyorsunuz.
Teorik CFT modelleri genellikle mevcut matematiksel araçlarla başa çıkamayacak kadar karmaşıktır, bu nedenle yerçekimi (AdS) ikilisini laboratuvarda bulmaya çalışmak daha iyi bir seçenek olabilir ve potansiyel olarak teorik olarak incelenenlerden daha basit sistemlerin keşfedilmesini gerektirir.
Uzay-zamanın kökenlerine ilişkin bu hipotezi deneysel olarak test edebilmek için sorunu tersten çözmeye karar veriyorsunuz. Evrenimizden başlayıp onu kuantum hesaplamalarıyla açıklamaya çalışmak yerine, kuantum dolaşıklığını kontrol etmenin Einstein'ın genel görelilik denklemlerini karşılayan uzay-zaman geometrisi analoglarını nasıl üretebileceğini inceliyorsunuz.
Arzu edilen dolaşıklık geometrisi, birbirine dolanmış her bir atom çiftinin başka bir çiftle karıştığı ağaç benzeri bir yapı oluşturur. Fikir şu ki, bu tür bireysel, düşük seviyeli dolaşıklık, tamamen dolaşık bir sistem halinde inşa edilmiştir. Bu türden çeşitli yapıların birbirine bağlanması, CFT yüzeyinin farklı bölümleri arasındaki bir bağlantı çemberi sayesinde uzay-zaman kütlesini ortaya çıkarır.
Laboratuarda ortaya çıkan bu uzay-zamanı gözlemlemenin anahtarı, dolaşıklığa neden olmak için atomları ışıkla yakalamak ve ardından manyetik alanlar kullanarak onları kontrol etmektir. Bunu başarmak için laboratuvarınız, sıfır kelvin üzerinde bir derecenin kesirlerine kadar soğutulmuş rubidyum atomları içeren bir vakum odasının etrafındaki aynalar, fiber optikler ve merceklerle doludur. Dolaşma daha sonra özel olarak ayarlanmış bir lazer ve manyetik alanlar kullanılarak kontrol edilir ve hangi atomların birbiriyle karıştığını seçmenize olanak tanır.
Bu kurulum laboratuvarda holografi yaratıyor gibi görünüyor - zamanı kuantum ölçeğinde tersine çevirebilirsiniz. Bu bulgunun korkunçluğunu anlıyorsunuz. Swingle'ın teorik çalışmasına deneysel destek verecek ve en önemlisi bilim camiasının kuantum mekaniği ile yerçekimi arasındaki bağlantıları test etmesine izin vererek bizi modern fiziği birleştirme konusuna bir adım daha yaklaştıracak.
9 Ocak 2022, 23:00, Clara Aldegunde Imperial College London, İngiltere'deki eğitiminde
Yaklaşık iki aylık araştırma, keşfetme ve öğrenmenin ardından nihayet makalemi teslim ettim. Bu çalışmayı bitirmek, aklıma bile gelmeyen soruların cevaplarını verdi. Daha da önemlisi, beni yüzlerce soruyla baş başa bıraktı.
Takip ettiğim bu konu bizi fizikçilerin nihai hedefi olan kuantum yerçekimine ve Her Şeyin Teorisine mi götürüyor? Yani, bu kuantum modeli, genel göreliliği ve kuantum mekaniğini tek bir açıklama altında birleştirerek tüm evrenimizi tanımlayabilecek tek bir teoriye yol açabilecek mi?
Takip ettiğim bu konu bizi kuantum yerçekimine ve Her Şeyin Teorisine mi götürüyor?
Bilimsel topluluk bu fikri güçlü bir şekilde desteklemektedir ve dünyanın dört bir yanındaki birçok fizikçi şu anda üzerinde çalışmakta ve kesinlikle bir birleştirme teorisine yönelik ipuçları beklemektedir. Yakın zamanda bitirdiğim makalemde yazdığım gibi, dolaşıklığı geometrik bir yapı olarak anlamak, onu yerçekimi ile karşılaştırmamıza ve Einstein'ın göreli denklemleriyle uyumunu kontrol etmemize ve böylece modern fiziğin en büyük ikilemlerinden birini çözmemize olanak tanır.
Yine de, kuantum dolaşıklığını uzay-zaman dokusunun oluşumuna bağlamak için çok fazla varsayım yapmak zorunda olduğum izlenimiyle baş başa kaldım. Neyi kaçırıyorum ve araştırma kariyerime başlarken neye odaklanmalıyım?
Gördüğüm kadarıyla, ele alınması gereken ilk problem, dolaşıklığı, bir uzay-zamanın geometrik yapısı hakkındaki tüm bilgileri tutan GR'deki ayrık tensör metriğinin sürekli versiyonu olarak tanımlamak olacaktır. Bu yapıldıktan sonra, basitleştirilmiş AdS uzayı için yerçekiminin dolaşıklıktan nasıl ortaya çıktığını açıklayan Einstein'ın denklemleri bu uzay-zaman modeli için türetilebilir. Bir AdS evreniyle ilgili diğer önemli sorun, onun çökmekte olan geometrisinin bizim genişleyen evrenimize hiç benzememesi ve bu bulguları bizim gerçekliğimize tamamen genişletmek için birkaç ayarlamanın yapılması gerektiğidir.
Bu ucu açık sorulara ve endişelere rağmen, bu oyuncak evren hem önemli teorik kavrayışlar hem de bazı tahminlerde bulunma kapasitesi sağladı; örneğin, hacimler ve alanlar, AdS'de ve evrenimizde aynı şekilde ölçeklenir.
Dolanıklık ve uzay-zaman arasındaki bağlantıyı aydınlatmak için başka neler yapılabilir? Bir fikir, daha karmaşık uzay-zaman yapılarını hem matematiksel olarak (örneğin karadelikleri temsil eden tensör ağlarıyla) hem de deneysel olarak (Schleier-Smith şimdiye kadar yalnızca basit uzay-zaman yapıları yarattığı için) araştırmak olabilir.
Swingle'ın makalesindeki kapanış ifadesini hatırlıyorum: "İlginç bir şekilde, [bir kara deliğin] içi, tüm dolaşıklık entropileri dengelendikten çok sonra da büyümeye devam ediyor; bu, 'dolanıklığın yeterli olmadığını' öne süren bir gözlem."
Öğrendiklerimin hepsini kendime hatırlattıktan sonra, son derece tatmin olmuş hissetmekten kendimi alamıyorum. Makalemi bitirmenin, evrenin uzay-zamanı nasıl ördüğünü ortaya çıkarmaya yönelik yolculuğumun başlangıcından başka bir şey ifade etmediğini bilerek, uykunun beni almasına izin verdim.
