Huvitav

Füüsikud Lisa Randall ja Juan Maldacena demüstifitseerivad universumit

Füüsikud Lisa Randall ja Juan Maldacena demüstifitseerivad universumit

Kas oskate arvata, kes need ülaltoodud pildil olevad atraktiivsed inimesed on? Paar oletust: endised mudelid? Ei. Tööstuse titaanid? Arvake uuesti.

Kui te arvate ära kaks meie aja kõige hinnatumat füüsikut, kes on meie universumi mõistmise tipptasemel, oleksite õige.

Saage kokku Lisa Randall ja Juan Maldacena. Randall on Frank B. Baird, noorem teadusprofessor Harvardi ülikooli füüsikateaduskonnas. Seal uurib ta elementaarosakesi, mis hõlmavad meie universumit, nende all olevaid põhijõude, aegruumi mõõtmeid, standardmudelit, supersümmeetriat ja tumeainet.

Lisa Randall sündis New Yorgis Queensis, käis 18-aastaselt mainekas Stuyvesanti keskkoolis, võitis 1980. aastal Westinghouse Science Talent Searchis esikoha ja sai doktorikraadi. alates Harvardi ülikool. Randall on kõige tuntum Randall-Sundrumi teooria poolest, mis ilmus 1999. aastal ja kirjutas koos Marylandi ülikooli Raman Sundrumiga.

Teooria väidab, et meie kolmemõõtmeline universum hõljub ümbritsevas megavers millel on neli ruumilist mõõdet. Igal saareuniversumil võivad olla erinevad füüsikaseadused ja kumbki ei suudaks tajuda teise kohalolekut ühe märkimisväärse erandiga - nõrga tõmbejõuga.

SEOTUD: HUBBLE LEGACY FIELD IMAGE näitab 500 miljonit aastat vana universumit

Raskusjõud on suurusjärkude võrra nõrgem kui meie universumi kolm muud jõudu - tugev jõud, nõrk jõud ja elektromagnetiline jõud.

String Theory leiab, et kogu mateeria ja mõned jõu kandjad, näiteks footonid, koosnevad meie universumis väikestest vibreerivatest stringidest. Need nöörid on kindlalt kinnitatud meie kodu "m-brane" külge, kuid see on raskusjõu kandja, gravitoonid pole kinni ja nad võivad seguneda kogu universumis.

See viib meid Juan Maldacena. Maldacena on loodusteaduste kõrgtehnoloogia instituudi teoreetilise füüsika professor Carl P. Feinberg. Argentinas sündinud Maldacena sai doktorikraadi. kell Princetoni ülikool.

Koht, kus need kaks loomupäraselt õnnistatud inimest Randall ja Maldacena kokku saavad, on aegruumis.

Sinna Maldacena oma holograafiline põhimõte hoiab kõikuma.

Selles aegruum paindub ja keerdub, tekitades raskusjõu, ning see "kaardistub" kvantosakeste võrku, mis elavad gravitatsioonivabal pinnal. Interjööri "universum" projektid alumise mõõtme piirilt, täpselt nagu teie krediitkaardil olev hologramm.

See hologramm annab näite gravitatsiooni kvantteooriast.

Universumit kirjeldatakse kui anti-de Sitter (AdS) ruum mis on negatiivselt kaardus nagu sadul. Mida kaugemale sadula keskmest jõuate, seda rohkem kumerusi kaldub vertikaali suunas, mis annab AdS-ruumile selle välimise piiri - pinna, kus kvantosakesed interakteeruvad, luues holograafilise universumi.

Maldacena avastas nn AdS / CFT kirjavahetus aastal 1997 ja just viimase aasta jooksul on kolm füüsikut teinud edusamme de Sitteri ruumi hologrammi suunas.

Xi Dong California ülikool Santa Barbaras kirjeldas uut mudelit kui tükki "ühtsest kvantgravitatsiooni raamistikust de Sitteris [kosmoses]".

Dong koos kaasautoritega Eva Silverstein Stanfordi ülikooli ülikool ja Gonzalo Torroba Argentiinas asuv Bariloche'i aatomikeskus ehitas dS-ruumi hologrammi, võttes kaks AdS-universumit, lõigates need, manipuleerides ja liimides nende piirid kokku.

Dong ja tema kaasautorid muutsid AdS-ruumi lõplikuks, tükeldades aegruumi piirkonna suures raadiuses ja see lõi nn Randalli-Sundrumi kurgu.

Ruumi loob endiselt konformse välja teooria mis elab küll oma piiril, kuid see piir on vaid piiratud kaugusel.

Nööriteooriast pärit asjade lisamisel muutusid sadulakujulised AdS-ruumid kausikujulisteks dS-ruumideks ja seejärel "liimisid" füüsikud need kaks kaussi kokku, moodustades sfääri, kusjuures mõlemad poolkerad moodustasid ühe hantograafiliselt kahekordse kvantsüsteemi sfäärilisele deSitter-ruumile. Seda konstruktsiooni nimetatakse a "dS / dS kirjavahetus".

Viimastel aastatel on füüsikud avastanud, et AdS / CFT kirjavahetus kodeerib teavet turvaliselt sellesse, mis on närviline kvantsüsteem, ja see kvantvigade parandus võib olla see, kuidas meie aegruum ja laiendades ka meie eksisteerisid hoolimata sellest, et need loodi ebausaldusväärsetest kvantosakestest.

Ilma Maldacena holograafiline põhimõte, mis kirjeldab, kuidas meie universum tekkis, ja ilma Randalli Randall-Sundrumi teooria, mis kirjeldab, miks raskusjõud meie universumis nii palju nõrgem on, oleks meie arusaam sellest universumist puudulik.

Nii et järgmine kord, kui te võtate tassi kohvi, sööte friikartuleid või teete midagi aegruumi, milles me elame, võiksite tänada Lisa Randalli ja Juan Maldacenat. Ja jah, nad näevad tõesti välja nagu mudelid.


Vaata videot: Darkly charged dark matter Lisa Randall (August 2021).