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PRL:宇宙弦理论或许能在实验室验证

来源:www.timetimetime.net 时间:2020-07-31 编辑:企业
作者:常立军资料来源:科技日报发布日期:2010年

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PRL:宇宙弦理论可能在实验室得到验证。自从25年前“自弦理论”被提出以来,它已经成为“终极理论”中最热门的候选者,但尚未得到证实。据美国物理学家网络9月1日报道,英国伦敦帝国学院(Imperial College London)的一个研究团队提出了一个数学模型,利用弦理论预测量子纠缠系统中量子比特的行为,然后通过在实验室测试量子比特来验证弦理论的正确性。该研究论文发表于9月2日《物理评论快报》(物理评论快报)。

弦理论是对宇宙中所有事物的数学描述,它被扩展为“终极理论”。科学家们一直在寻找能够解释广义相对论和量子力学的统一理论。在早期,它是从一个非常大的宇宙尺度来描述的,在后期,它是从一个非常小的粒子物理尺度来描述的。当描述数十亿个不同的星系和一切事物时,全能理论必须能够相互融合。研究人员尚未证实弦理论,也没有人提出弦理论可以在实验室测试的预测。

论文的主要作者、英国皇家学会成员、伦敦帝国学院理论物理系的迈克尔达夫(Michael Duff)说,将黑洞和量子纠缠这两种宇宙中最奇怪的现象结合起来,使得在实验室验证弦理论成为可能。根据他看到的描述量子纠缠的数学公式和他建立的描述黑洞的弦理论数学模型,纠缠量子的行为可以用弦理论来预测。

在精确可控的条件下,两个量子位有纠缠,例如两个光子。如果测量其中一个的状态,它将立即影响另一个的状态。爱因斯坦称之为“幽灵般的超距离效应”。这种纠缠可能不仅存在于两个量子位之间,而且随着所涉及的粒子数量的增加,计算粒子如何相互纠缠会变得更加复杂。

duff教授说,用数学方法描述三个量子位之间的纠缠就像用弦理论描述一种特殊的黑洞。当四个量子位相互纠缠时,描述黑洞的弦理论数学可以用来预测量子纠缠模式。这个问题以前没有答案。尽管有一些技术上的困难,四个纠缠量子位之间的相互作用可以在实验室中被探测到。

应用弦理论来预测量子纠缠是完全不可预测的,这意味着研究人员最终可以根据实验室测试结果来验证弦理论的预测。

"如果量子纠缠的理论预测被证实是正确的,弦理论的机制将被揭示."达夫说,虽然从技术上讲,它的应用前景是不可预测的,或者它可以用于与物理无关的领域,但它不仅仅是为了检验弦理论是科学家一直在寻找的“终极理论”。它揭示的弦理论机制可能告诉我们,世界上各种奇异的巧合之间有着深刻而隐蔽的联系。

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