นักฟิสิกส์ที่มองหาวิธีทดสอบทฤษฎีเกี่ยวกับสตริงอาจมีความคืบหน้ามากขึ้นหากพวกเขาพันกัน
ทฤษฎีสตริง — สมการที่ปรารถนาที่จะอธิบายอนุภาคและแรงทั้งหมดของธรรมชาติ — ได้ขยายขอบเขตไปถึงพฤติกรรมควอนตัมที่แปลกประหลาดที่เรียกว่าการพัวพัน นักฟิสิกส์รายงานวันที่ 2 กันยายนในPhysical Review Letters การนำคณิตศาสตร์ทฤษฎีสตริงกลับมาใช้ใหม่ทำให้นักฟิสิกส์สามารถแก้ปัญหายากๆ ที่เกี่ยวข้องกับการพัวพัน ซึ่งเป็นคุณลักษณะแปลก ๆ ที่เป็นหัวใจของกลศาสตร์ควอนตัม ในการทำเช่นนั้น การศึกษาใหม่ยังชี้ให้เห็นถึงวิธีการทดสอบว่าสมการทฤษฎีสตริงที่ร่วมเลือกนั้นถูกต้องจริงหรือไม่
Michael Duff ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษาจาก Imperial College London กล่าวว่า
“ทฤษฎีสตริงไม่ประสบความสำเร็จมากนักในการทำนายที่ผิดพลาด “แต่ในด้านทฤษฎีข้อมูลควอนตัม มันทำได้”
จุดเด่นอย่างหนึ่งของข้อมูลควอนตัมคืออนุภาคที่ถือมันสามารถโต้ตอบในลักษณะที่ทำให้พวกเขา “พัวพัน” เพื่อให้การวัดหนึ่งดูเหมือนจะส่งผลต่ออีกอันในทันทีแม้ในระยะทางไกล ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ดัฟฟ์และเพื่อนร่วมงานเริ่มสังเกตเห็นความคล้ายคลึงกันระหว่างทฤษฎีสตริง ซึ่งก็คือแนวคิดที่ว่าอนุภาคของสสารและแรงเป็นเกลียวหรือเกลียวเล็กๆ ที่สั่นสะเทือน และสมการที่ควบคุมอนุภาคที่พันกัน
ในบทความที่ตีพิมพ์เมื่อปีที่แล้ว นักฟิสิกส์ตั้งข้อสังเกตว่าทฤษฎีสตริงคณิตศาสตร์ที่อธิบายหลุมดำมีความคล้ายคลึงกับสมการของกลุ่มอนุภาคสามตัวที่พันกันอย่างน่าประหลาดใจ การศึกษาครั้งใหม่นี้ใช้การเปรียบเทียบไปอีกขั้น โดยจัดการกับปัญหาที่ยากขึ้นว่าข้อมูลควอนตัมสี่ชิ้นที่เรียกว่า qubits มีพฤติกรรมอย่างไรเมื่อเข้าไปพัวพัน เนื่องจากการทดลองไม่ตรงกัน
นักฟิสิกส์ไม่แน่ใจว่าสี่ qubits สามารถเข้าไปพัวพันได้กี่วิธี คำตอบตามทฤษฎีสตริงคือ 31
ดัฟฟ์และทีมของเขายังไม่สามารถอธิบายได้ว่าเหตุใดจึงใช้สูตรนี้กับระบบนี้ “เราไม่เข้าใจว่าทำไมมันถึงได้ผล” เขากล่าว “ในระดับลึก ๆ เรารู้สึกประหลาดใจกับมัน”
แม้ว่าเหตุผลจะยังไม่ชัดเจน แต่ผลลัพธ์ที่น่าประหลาดใจได้ระบุวิธีที่จะทดสอบทฤษฎีสตริง ในอดีต ทฤษฎีสตริงถูกใช้เพื่ออธิบายหลุมดำ ซึ่งเป็นวิชาที่มีปัญหาในการศึกษาอย่างฉาวโฉ่ แต่ตอนนี้ อนุภาคที่พันกัน ซึ่งสามารถสร้างและศึกษาในห้องปฏิบัติการได้ทั่วโลก อาจทำหน้าที่เป็นตัวสำรองสำหรับการทดลองทฤษฎีสตริง
นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีและผู้เชี่ยวชาญด้านหลุมดำ Sergio Ferrara กล่าวว่าผลลัพธ์ใหม่นี้อาจโน้มน้าวนักฟิสิกส์ว่าทฤษฎีสตริงสามารถเป็นประโยชน์ในการตั้งค่าที่หลากหลาย การทดลองที่ยืนยันว่าสมการทฤษฎีสตริงทำงานตามที่โฆษณาไว้สำหรับการพัวพัน qubit จะให้ “เสียงยืนยัน” ว่าความเป็นคู่ของหลุมดำและควิบิตมีจริง เฟอร์ราราแห่ง CERN ห้องปฏิบัติการวิจัยนิวเคลียร์ของยุโรปในเจนีวากล่าว
ลักษณะที่น่าประหลาดใจของคณิตศาสตร์ทฤษฎีสตริงในอนุภาคที่พันกันอาจส่งสัญญาณถึงความเชื่อมโยงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นระหว่างกลศาสตร์ควอนตัม ซึ่งโดยทั่วไปจะพบเห็นได้ในเครื่องชั่งขนาดเล็กมาก และจักรวาล ในทางกลับกัน การเชื่อมต่ออาจกลายเป็นเพียง “เรื่องบังเอิญทางคณิตศาสตร์ที่แปลกประหลาด” ดัฟฟ์กล่าว
แม้ว่าการทดลองจะออกมาตรงตามที่สมการทฤษฎีสตริงทำนายไว้ก็ตาม ดัฟฟ์เตือนว่า นักฟิสิกส์จะไม่ต้องพูดถึงว่าทฤษฎีสตริงได้ไขปริศนาที่ลึกที่สุดของโลก ผลลัพธ์ที่ได้จะยืนยันว่าทฤษฎีสตริงทำให้ถูกต้องสำหรับการพัวพัน แต่ไม่จำเป็นสำหรับทุกสิ่งทุกอย่างเช่นกัน “เราไม่มีอะไรจะพูดเกี่ยวกับว่าทฤษฎีสตริงเป็นทฤษฎีของทุกสิ่งหรือไม่” ดัฟฟ์กล่าว
แนะนำ : เคล็ดลับต่างๆ | เว็บรวมวิธีต่างๆ How to | จัดอันดับซีรีย์ | รีวิวครีม
