Vedci z Utahu premostili dva svety fyziky: testovali holografický princíp, jeden z kľúčov k pochopeniu kvantovej gravitácie, čím sa priblížili k zjednoteniu dvoch najzásadnejších teórií modernej fyziky – kvantovej mechaniky a všeobecnej teórie relativity. Na tento experiment upozornil portál Phys.org.

Čarovný rovnica

Presne pred sto rokmi rakúsky fyzik Erwin Schrödinger – známy aj vďaka myšlienkovému experimentu s mačkou – predstavil rovnicu, ktorá popisuje správanie častíc v kvantovej fyzike. Táto rovnica je dodnes základom kvantovej mechaniky a umožňuje vypočítať vlnovú funkciu systému a jej vývoj v čase.

„Kvantová mechanika spolu s Einsteinovou teóriou všeobecnej relativity sú dva piliere modernej fyziky,“ hovorí Abhay Katyal, doktorand a držiteľ prestížneho štipendia Howard L. Blood na Utahu State University. Práve v ich zjednotení však fyzici už viac než polstoročie narážajú na zásadné prekážky. Kým kvantová mechanika popisuje mikrosvet subatomárnych častíc, všeobecná relativita sa zaoberá gravitáciou a fungovaním vesmíru vo veľkých mierkach. A tieto dve roviny si často odporujú.

„Mnohé neznáme javy vo fyzike vieme vysvetliť buď pomocou kvantovej mechaniky, alebo pomocou relativity, no tieto vysvetlenia si navzájom protirečia. Kvantová gravitácia má byť tým spojivom, ale zatiaľ stále nevieme, čo presne kvantová gravitácia vlastne je,“ dodal Oscar Varela, docent a Katyalov školiteľ.

Pexels/ Pixabay (Úprava redakcie)

Holografický princíp ako cesta

Katyal, Varela a ich bývalý kolega Ritabrata Bhattacharya sa preto vydali na cestu testovania takzvaného holografického princípu. Ten podľa nich predstavuje jeden z kľúčových prvkov akejkoľvek teórie kvantovej gravitácie, ktorá by mohla fungovať. Výsledky svojho výskumu publikovali v prestížnom odbornom časopise Physical Review Letters.

„Teórie kvantovej gravitácie sú extrémne ťažko testovateľné experimentálne, pretože nemáme technológie, ktoré by nám umožnili pozorovať javy pri extrémne vysokých energiách alebo na mimoriadne malých škálach. Pre teoretických fyzikov, ako sme my, je precízny matematický model rovnaký nástroj, akým je laboratórny prístroj pre experimentálneho fyzika – umožňuje nám vytvárať predikcie o fyzikálnom svete,“ vysvetľuje Varela.

A práve holografický princíp je pre výskumný tím z Utahu týmto nástrojom, ktorý im umožňuje posunúť sa ďalej vo vývoji teórie kvantovej gravitácie. „Holografický princíp je náš model, vďaka ktorému môžeme robiť predikcie o kvantovej gravitácii,“ tvrdí Varela.

Ich práca tak predstavuje významný krok vpred – nielen v teoretickej fyzike, ale aj v našom chápaní vesmíru ako takého. Prepojenie dvoch svetov, ktoré sa doteraz zdali nezlúčiteľné, je možno bližšie, než sme si ešte nedávno mysleli.

Čítajte viac z kategórie: Novinky