Om rumtiden uppstår som en följd av kvantmekaniken har varit ett hett debatterat ämne i ungefär 30 år. I en ny vetenskaplig artikel föreslår vår Savantic-kollega Matthew Lawson och hans medförfattare äntligen ett sätt att experimentellt testa det!
Under det senaste århundradet har fysiker tagit mycket stora steg i förståelsen av materiens och energins natur. Samtidigt saknar vi motsvarande grundläggande insikter om rum och tid. Eftersom våra etablerade fysiska teorier har position och tid som variabler är det svårt att vända på steken och studera själva rumtidens egenskaper. Den senaste forskningen på detta område har dock börjat antyda på en möjlig väg framåt. Rumtidens matematiska struktur, specifikt hur avstånd definieras, är anmärkningsvärt lik det som kallas ”gemensam kvantinformation” (quantum mutual information), ett mått på hur sammanflätade två system är.
Sammanflätning (entanglement) inom kvantmekaniken är ett mycket kontraintuitivt fenomen där partiklar kan dela information även när de är åtskilda av ett stort avstånd. Faktum är att årets Nobelpris i fysik gick till några av pionjärerna inom experiment på vissa typer av sammanflätade partiklar! Fenomenet med sammanflätning ligger bakom både kvantdatorer och kvantkryptografi.
Om hypotesen är att två saker är nära varandra i rummet om de i hög grad är sammanflätade med varandra (d v s att rummet och faktiskt avstånd är en följd av sammanflätning och inte en del av universums grundläggande egenskaper), hur kan vi då separera sammanflätade partiklar till stora avstånd så som gjordes av årets Nobelpristagare?
Det är just denna fråga som denna nya artikel försöker besvara. Vi tittar holistiskt på alla olika typer av sammanflätning två partiklar kan ha, och argumenterar för att även när du håller vissa frihetsgrader sammanflätade, drar du loss andra när partiklarna separeras, förklarar Matthew.
Slutligen föreslår artikeln för första gången specifika experiment som skulle kunna visa om denna hypotes om rymdtidens natur är sann eller falsk. Vi tror att detta kan åstadkommas genom att variera graden av kvantkorrelation mellan två system samtidigt som man mäter deras avstånd mycket noggrant.
Det roliga för mig som är en sci-fi-nörd är att om experimentet bekräftar att rumtiden uppstår ur sammanflätning, förändrar det faktiskt inte bara vår förståelse av universum i grunden, utan det ger oss också en mycket tydlig färdplan för att göra en riktig warp-drive, avslutar Matthew med ett stort leende.
