درک انحنای-زمان و گرانش کوانتومی با شبیه فضاساز کوانتومی

همگرایی گرانشی نیز زمانی روی می‌دهد که نورِ یک چشمه درخشان بسیار دور(مانند یک اختروش) در مسیرش تا رصدگر، از کنار جسم پرجرم دیگری(مانند یک خوشه کهکشانی) بگذرد و مسیرش خمیده شود. جسم میانی، همگرایی یا عدسی گرانشی نامیده می‌شود. این پدیده یکی از نظریه‌های پیش‌بینی‌های نسبیت عام اینشتین است.

این برای نظریه کوانتومی گرانش چه معنایی دارد؟

این شبیه ساز به استفاده از می‌دهد تا یک سامانه شبیه ذرات کوانتومی در فضا-زمان منحنی ایجاد کند و جنبه‌های هر دو نظریه را با هم ترکیب کنند.

با این حال، ترکیب این دو نظریه برای رسیدن به یک نظریه کوانتومی واحد گرانش، دهه‌هاست که فیزیکدانان را از آن خود کرده است.

با همگرایی گرانشی می‌توان اطلاعاتی درباره جسم میانی(عدسی) از جمله جرم آن به دست آورد.

انتهای پیام



منبع

بنابراین، مطالعات در این مطالعه جدید، خواص ابرهای اتمی را طوری تنظیم کردند که خواص آنها مشابه ذرات کوانتومی باشد.

یک مطالعه جدید که توسط دانشمندان در وینتریش انجام شده است از صدا در ابرهای برای درک ذرات کوانتومی در فضا-زمان استفاده می‌شود.

بر اساس قانون ماکسول، سرعت نور همیشه ثابت و مستقل از سرعت منبع نور است که این موضوع با اندازه گیری های اثبات شده است. اگر از نور در لحظه و مکان به طور خاص منتشر شود، باز هم زمانی که زمان می‌گذرد مانند کره‌ای نورانی با سرعت نور گسترش پیدا می‌کند که اندازه و وضعیت آن مستقل از سرعت جسم است. بعد از گذشت یک میلیون متر، گسترش شعاع نور، کره‌ای به شعاع 30 متر ایجاد می‌کند و به همین ترتیب بعد از گذشت دو میلیون ثانیه، این کره به دو برابر مقدار قبل می‌رسد و به همین ترتیب این مقدار افزایش پیدا می‌کند.

بخوان  امشب ماه به نزدیکترین فاصله خود با زمین در 100 سال اخیر میرسد

یافته‌های حاصل از مطالعه شبیه‌ساز کوانتومی، دیدگاه تازه‌ای را در نظریه کوانتومی ارائه می‌کند و چگونه رفتار ذرات کوانتومی در فضا-زمان منحنی را روشن می‌کند و این وسیله را به ما می‌دهد تا بین نسبیت و مکانیک کوانتومی را در یک محیط قابل دسترسی‌تر کند. و کنترل‌شده‌تر بررسی کنیم.

نور در خلاء با سرعت ثابتی در مسیری به نام «مخروت نوری» حرکت می‌کند. با این حال، زمانی که نور از نزدیک اجرام سنگین مانند سیارات و استارگان عبور می‌کند، مسیر آن یا مخروط نوری خم می‌شود. نور خم باعث می‌شود که اجرام پس زمینه بزرگ شود و به صورت حلقه‌ای در سراسر جهان مشاهده شود که این موضوع به عنوان «همگرایی گرانشی» شناخته می‌شود.

روش کمک یک سامانه مدل به درک ذرات کوانتومی در فضا-زمان

به همین ترتیب، گسترش شعاع‌های نور بر اثر یک رویداد، مخروطی سه بعدی در دستگاه چهار بعدی فضا-زمان رسم می‌کند که به آن مخروط نوری رویداد آینده می‌گویند. به همین ترتیب، قادر به رسم مخروط دیگری است که مجموعه رویدادهایی است که توسط آنها نور می‌توانند به یک رویداد معین می‌رسند و این مخروط، مخروط نوری رویداد گذشته نام دارد.

به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، مکانیک کوانتومی و نظریه نسبیت از ارکان فیزیک مدرن هستند. مکانیک کوانتومی همه پدیده‌ها و رفتار ذرات را در کوچک‌ترین توضیح می‌دهد، در جایی که نسبیت در انتهای دیگر شرایط قرار دارد و ساختارهای کیهانی را در بزرگترین توضیح توضیح می‌دهد.

این مطالعه در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.

نرم افزار نسبیت عام، جرم می‌تواند فضا-زمان را خمیده کند و در نتیجه یک میدان گرانشی بسازد که می‌تواند نور را منحرف کند. این پدیده را اولین بار آرتور ادتون در سال ۱۹۱۹ در جریان یک خورشیدگرفتگی آزمود که در آن نور ستاره‌ای که از نزدیک خورشید می‌گذشت، کمی خم شد و در نتیجه مکان ظاهری ستاره کمی جابه‌جا شد.

بخوان  توسعه یک ربات با قابلیت خودترمیمی در عرض یک دقیقه

به طور مثال، این واقعه شبیه مثالی است که بر اثر برخورد سنگی با سطح آب به وجود می‌آید. این به شکل دایره‌هایی ظاهر می‌شود که با گذشتن زمان بر شعاع آنها می‌شود. اگر مجموعه‌ای از تصاویر در حال حاضر به ترتیب زمانی بر روی هم قرار گیرند، گسترش می‌یابد، مخروطی سه بعدی تشکیل می‌شود که افقی آن را خلاصه‌ای از طول و عریضه‌ها تشکیل می‌دهد و به صورت متمرکز عمودی آن زمان را تشکیل می‌دهد. در نتیجه رأس این مخروط، لحظه برخورد سنگ با سطح آب است.

ممکن است تعجب کنید که چگونه سرعت صوت را به ما در ذرات کوانتومی در فضا-زمان کمک می‌کند. پاسخ در این واقعیت نهفته است که بسیاری از سامانه های موجود، مشابه هستند. این به این دلیل است که همه سامانه‌ها از قوانین و مقادیر علمی یکسانی پیروی می‌کنند.

دانشمندان با مشاهده سرعت صوت در ابرهای اتمی، مشابه با سرعت نور در فضا-زمان می‌توانند پدیده‌هایی مانند مخروط‌های خمیده نور، باز همگرایی گرانشی و بازتاب‌ها را در شبیه‌ساز کوانتومی مشاهده کنند.

اکنون گروهی از دانشگاه TU Wien در شهر وین تریش از یک شبیه ساز کوانتومی برای مطالعه مطالعه انحنای فضای-زمان استفاده کرده‌اند.

در نظریه نسبیت خاص، مخروط نوری به توصیف ظاهری انتشار نور در تصویر فضا-زمان اطلاق می‌شود. این مخروط به شکل سه بعدی ترسیم می‌شود که ما شکلی را برای روی محور افقی (طول‌ها و عرض‌ها) شکل می‌دهیم.

برای این مطالعه، سرعت صوت را در ابرهای اتمی فوق سرد که توسط میدان‌های الکترومغناطیسی کنترل می‌شوند، بررسی کردند.

این مطالعه راه‌های قدیمی را به روی فیزیکدانان باز می‌کند تا نظریه‌های میدان کوانتومی در فضا-زمان را کشف کنند و ما را به درک بنیادی موجود در جهان نزدیک‌تر می‌کند.

بخوان   اپلیکیشنی که کووید را تشخیص می‌دهد

در حالی که شبیه ساز کوانتومی به طور مستقیم، پیچیدگی کامل گرانش کوانتومی را شبیه سازی نمی‌کند، اما به عنوان یک ابزار ارزشمند برای مطالعه جنبه‌های خاص و به دست آوردن درک مفاهیم از اصول اساسی عمل در این فرآیند می‌کند.