کوانٹم کشش ثقل کی ضرورت کے بغیر کشش ثقل اور کوانٹم میکانکس کو یکجا کرنا - فزکس ورلڈ

کوانٹم کشش ثقل کی ضرورت کے بغیر کشش ثقل اور کوانٹم میکانکس کو یکجا کرنا - فزکس ورلڈ

کوانٹم اور کلاسیکل کپلنگ
رینڈم کپلنگ: جوناتھن اوپن ہائیم نے کوانٹم میکانکس اور عمومی نظریہ اضافیت کو یکجا کرنے کا ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے۔ (بشکریہ: Shutterstock/Rost9)

جوناتھن اوپن ہائیم یونیورسٹی کالج لندن میں نے ایک نیا نظریاتی فریم ورک تیار کیا ہے جس کا مقصد کوانٹم میکانکس اور کلاسیکی کشش ثقل کو متحد کرنا ہے – کوانٹم گریویٹی کے نظریہ کی ضرورت کے بغیر۔ اوپن ہائیم کا نقطہ نظر کشش ثقل کو کلاسیکی رہنے کی اجازت دیتا ہے، جبکہ اسے اسٹاکسٹک (بے ترتیب) میکانزم کے ذریعے کوانٹم دنیا سے جوڑتا ہے۔

کئی دہائیوں سے، نظریاتی طبیعیات دانوں نے آئن سٹائن کے عمومی نظریہ اضافیت - جو کہ کشش ثقل کو بیان کرتا ہے - کوانٹم تھیوری کے ساتھ جوڑنے کے لیے جدوجہد کر رہے ہیں، جو کہ فزکس میں موجود ہر چیز کو بیان کرتا ہے۔ ایک بنیادی مسئلہ یہ ہے کہ کوانٹم تھیوری فرض کرتی ہے کہ اسپیس – ٹائم فکسڈ ہے، جب کہ جنرل ریلیٹیویٹی کہتی ہے کہ اسپیس – ٹائم بڑے پیمانے پر اشیاء کی موجودگی کے جواب میں متحرک طور پر تبدیل ہوتا ہے۔

اب تک، مفاہمت کی کوششوں پر اس خیال کا غلبہ رہا ہے کہ کشش ثقل کے بارے میں ہماری موجودہ تفہیم نامکمل ہے، اور یہ کہ تعامل کی مقداری وضاحت کی ضرورت ہے۔ اس استدلال نے انکوائری کی متعدد لائنوں کو جنم دیا ہے – بشمول سٹرنگ تھیوری اور لوپ کوانٹم گریویٹی کی ترقی۔ تاہم، ان نظریات کو جانچنے کے لیے کیے گئے تجربات انتہائی چیلنجنگ ہیں، اور کوانٹم گریویٹی کا ایک نظریہ اب بھی مبہم ہے۔

جوڑے ہوئے حقائق

کوانٹم کشش ثقل متحد ہونے کا واحد راستہ نہیں ہے، اور اس مسئلے کو یہ تحقیق کرکے حل کیا جاسکتا ہے کہ آیا کوانٹم میکانکس اور عمومی اضافیت کو بقائے باہمی کی حالت میں جوڑا جاسکتا ہے۔

تاہم، یہ نقطہ نظر راستے سے گر گیا ہے کیونکہ ایسا لگتا ہے کہ یہ مختلف "نو گو تھیومز" کو پکارتا ہے جو جوڑے کو ناممکن بنا دیتے ہیں۔ درحقیقت، بہت سی کپلنگ اسکیمیں ہائزنبرگ کے غیر یقینی اصول کی خلاف ورزی کریں گی - جو کوانٹم تھیوری کا مرکزی اصول ہے۔

پچھلی کپلنگ اسکیموں کے ذریعہ مشترکہ ایک اہم مفروضہ یہ ہے کہ کوانٹم اور کشش ثقل کی دنیا کے درمیان تعلق الٹنے والا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ اگر کسی بھی وقت نظام کی حالت کی پیمائش کی جاتی ہے، تو اسے ماضی یا مستقبل میں کسی بھی موڑ پر اس کی حالت کا اندازہ لگانے کے لیے اس کی حرکت کی مساوات کے ساتھ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

اب، Oppenheim دلیل دیتا ہے کہ اس مفروضے کی ضرورت نہیں ہوسکتی ہے اور کہتے ہیں کہ جوڑا اسٹاکسٹک ہوسکتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ نظام کی ماضی اور مستقبل کی حالتوں کی کسی ایک پیمائش کی بنیاد پر قطعی طور پر پیش گوئی نہیں کی جا سکتی۔ اس کے بجائے، ماضی اور مستقبل کی پیشین گوئی صرف امکانی مساوات کے ساتھ کی جا سکتی ہے جو امکانات کی ایک حد پیش کرتی ہے۔

اسٹاکسٹک فریم ورک

اپنے مطالعہ میں، Oppenheim اس خیال پر استوار کرتا ہے تاکہ کوانٹم اور کلاسیکی کشش ثقل کی دنیا کو جوڑنے کے لیے ایک نیا اسٹاکسٹک فریم ورک تیار کیا جائے۔ چونکہ ان دنیاؤں کے بنیادی طور پر مختلف اصول ہیں، اس لیے Oppenheim کا نظریہ ان میں سے ہر ایک کے لیے الگ الگ شماریاتی نظریات استعمال کرتا ہے۔

کوانٹم کی طرف، Oppenheim فرض کرتا ہے کہ نظام کی حالتیں ارد گرد کے ماحول میں بے ترتیب اتار چڑھاؤ سے مسلسل متاثر ہوتی ہیں۔ کلاسیکی طرف، ریاستیں نظام کی فیز اسپیس کے اندر امکانی تقسیم کے طور پر ظاہر ہوتی ہیں۔

ان دونوں وضاحتوں کو ایک ساتھ کھینچتے ہوئے، Oppenheim ایک واحد "کلاسیکی کوانٹم حالت" کو بیان کرتا ہے۔ یہ حالت بیک وقت فیز اسپیس کے کسی علاقے میں موجود نظام کے امکان اور اس مخصوص خطے میں اس کی کوانٹم حالت کی پیش گوئی کرتی ہے۔

اس نے Oppenheim کو ایک مساوات حاصل کرنے کی اجازت دی جو کوانٹم میکانکس اور کلاسیکی کشش ثقل کے درمیان جوڑے کو بیان کرتی ہے، جبکہ ان کی ہر ایک منفرد خصوصیت کو محفوظ رکھتی ہے۔ اس کے نتیجے میں اسے اپنے خیالات کے گہرے جسمانی مضمرات کو تلاش کرنے کا موقع ملا۔ ان میں عمومی اضافیت کے درمیان جوڑے کا امکان، اور کوانٹم فیلڈ تھیوری جو پارٹیکل فزکس کے معیاری ماڈل کے تحت ہے۔

تجویز میں بیان کیا گیا ہے۔ جسمانی جائزہ X. ایک ___ میں نقطہ نظر مضمون کاغذ کے ساتھ، تھامس گیلی ویانا میں آسٹریا کے انسٹی ٹیوٹ آف کوانٹم آپٹکس اینڈ کوانٹم انفارمیشن کا کہنا ہے کہ اوپین ہائیم کا خیال ایک ہی وقت میں بنیاد پرست اور قدامت پسند ہے – مضبوطی سے جڑے ہوئے مفروضوں کو مسترد کرتا ہے، جبکہ اب بھی طویل عرصے سے قائم طبعی قوانین کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے۔ تاہم، وہ خبردار کرتا ہے کہ "اسٹاکسٹیٹی کے لیے تجارتی مقدار کی اپنی تصوراتی مشکلات ہیں"۔ وہ بتاتا ہے کہ، "اوپن ہائیم کو معلوم ہوا کہ کوانٹم معلومات بلیک ہول میں ضائع ہو سکتی ہیں، جس کے نتیجے میں بہت سے طبیعیات دان ناقابل قبول ہو سکتے ہیں"۔

ٹائم اسٹیمپ:

سے زیادہ طبیعیات کی دنیا