A tér kvantum természetéből fakadhat a gravitáció egy új modell szerint
A tér kvantum természetéből fakadhat a gravitáció egy új elméleti modell szerint, ami hamarosan kísérletileg tesztelhető lehet – írta meg hétfőn a New Scientist.
Mindegyik alapvető kölcsönhatást – a gravitáció kivételével – valamilyen ismert részecske közvetíti: a kvarkokat egymáshoz kötő erős kölcsönhatásnál ez a gluon, a béta-bomlásért felelős gyenge kölcsönhatásnál a W- és Z-bozonok, az elektromágnesességnél pedig a foton.
Az amerikai kutatók Albert Einstein általános relativitáselméletéből indultak ki, ami olyan egzotikus objektumokat ír le, mint a fekete lyukak, amiknél a gravitáció nagyon másként viselkedik, mint máshol a világegyetemben. A fekete lyukak emellett termodinamikailag is furcsák – ami szerintük megvilágíthatja a gravitáció valódi természetét.
Daniel Carney, a kaliforniai Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (LBNL) kutatója és kollégái egy olyan modellt hoztak létre, ami reprodukálja azt, ahogy a gravitáció hatásait mindennapjainkban érzékeljük – anélkül, hogy feltételezné a hipotetikus graviton közvetítő részecske létét. A februárban az arXiv preprint szerverre feltöltött tanulmány a gravitáció forrását ehelyett az információ entrópikus átrendeződősének tekinti.
Az entrópia egy rendszer rendezetlenségének fokát méri – minél nagyobb, a rendszer annál rendezetlenebb. A szakemberek modelljében a gravitáció egyfajta entrópikus erőként jelenik meg, ahhoz hasonlóan, ahogy két dugattyú közé szorított gáz részecskéi maximalizálják rendezetlenségüket, ami végül a dugattyúk mozgásához vezet. A kölcsönhatásért gravitonok helyett modelljükben az objektumokat körülvevő kvantum bitek – a kvantuminformáció szállítói – felelnek.
„Az a szabály, hogy egy elméleti modellnek mindent reprodukálnia kell, amit eddig megfigyeltünk. Például a Földnek továbbra is stabil pályán kell keringenie a Nap körül” – mondta a kutatásban résztvevő Daniel Carney. A szakemberek szerint modelljük tesztelhető lehet olyan laboratóriumi kísérletekben, amik többek közt azt vizsgálják, hogy a gravitáció képes-e összekapcsolni két objektumot kvantum-összefonódáson keresztül.
A kutatók emellett számításokat is végeztek arra, hogy ezek a kísérletek milyen eredménnyel járhatnak, ami alapján modelljük később kizárható, vagy finomítható lehet. Az új modellt tesztelhetősége miatt Denys Bondar, a louisianai Tulane Egyetem kvantumtechnológiai kutatója jelentős előrelépésének nevezte a gravitáció természetéről folytatott vitában.
Kapcsolódó cikkek a Qubiten: