A finn Aalto Egyetem fizikusai, Mikko Partanen és Jukka Tulkki kidolgozták a gravitáció új kvantumelméletét, amely a kutatók szerint fontos előrelépés lehet az úgynevezett „mindenség elmélete”, vagyis a világegyetem fizikai aspektusainak koherens összekapcsolását és megmagyarázását célzó fizikai elmélet megalkotása felé.

A Reports on Progress in Physics című szaklapban megjelent tanulmányukban a gravitációt mint mértékmezőt írják le, összehangolva azt a részecskefizika standard modellje szerinti alapvető erőkkel, az elektromágneses, a gyenge és az erős kölcsönhatással. Az új, szimmetrián alapuló megközelítés olyan keretet kínál, amely integrálja a gravitációt a kvantumtérelmélettel, feloldva ezzel a kvantummechanika és az általános relativitáselmélet között régóta fennálló ellentmondásokat.

A kutatók legfontosabb áttörése az volt, hogy a gravitációs kölcsönhatásokat egy olyan mértékelméleten keresztül fogalmazták meg, ahol az energiát hordozó részecskék a gravitációs mezőn keresztül lépnek kölcsönhatásba, hasonlóan ahhoz, ahogy az elektromos töltések az elektromágneses mezőn keresztül lépnek kölcsönhatásba.

Ez a modell ellentétben áll Albert Einstein általános relativitáselméletével, amely a gravitációt a téridő görbületeként kezeli. Azáltal, hogy a standard modelléhez hasonló szimmetriákkal rendelkező gravitációs mértékelméletet alkottak – ahelyett, hogy az általános relativitáselmélet téridő-szimmetriájára támaszkodtak volna –, Partanen és Tulkki az egyetemi közlemény szerint döntő lépést tettek afelé, hogy a gravitációt összeegyeztethetővé tegyék a kvantumelmélettel. Egy ilyen elmélet nélkülözhetetlen az olyan szélsőséges jelenségek megértéséhez, mint a fekete lyukak szingularitása vagy az ősrobbanás, ahol a jelenlegi modellek nem működnek.

Az elmélet a renormálas nevű eljárást alkalmazza, ami egy matematikai módszer a számításokban felbukkanó végtelenek kezelésére. Partanen és Tulkki kimutatta, hogy ez egy bizonyos pontig (az úgynevezett elsőrendű tagokig) működik, de meg kell bizonyosodniuk arról is, hogy a végtelenek a számítások teljes egészében kiküszöbölhetők. „Még teljes bizonyítást kell végeznünk, de úgy gondoljuk, hogy nagy valószínűséggel sikerrel járunk” – mondta Tulkki.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten:

Mindenki nyugodjon meg, nem omlott össze a részecskefizika standard modellje

Rockenbauer Antal tudomány 2022. június 10.

Attól még, hogy W-bozon kicsit nehezebb, mint korábban gondolták, nincs szükség a standard modell megváltoztatására, nem kell új részecskéket feltételezni, és az univerzum keletkezésének sem kell új pályát szabni – elég, ha néhány konstans értékét parányi mértékben megváltoztatjuk a modellben.

Átírhatja az univerzum elméletét egy friss részecskekísérleti eredmény, amely sokkolta a fizikusokat

Bodnár Zsolt tudomány 2022. április 8.

Sehogyan sem illeszkedik a világegyetem működésének leírására használt, általánosan elfogadott fizikai elméletbe az a tíz éven át folytatott mérés, amely szerint a W-bozon nevű szubatomi részecske tömege sokkal nagyobb, mint korábban gondolták. Az eredmény felkavarhatja a fizikai kutatások világát.

Démokritosz és a kvantumfizika

Rockenbauer Antal tudomány 2018. július 22.

Vajon hova jutottak volna a nagyszerű ókori görög filozófusok, ha rendelkeznek azokkal a korszerű eszközökkel, amelyekkel a mai tudomány dolgozik? Rockenbauer professzor a válasz nyomában.