O echipă internațională de fizicieni teoreticieni a constatat că într-o teorie a gravitației cuantice nu sunt posibile simetrii globale.

Gravitaţia cuantică este o ramură din fizica teoretică care încearcă să descrie gravitaţia în conformitate cu principiile mecanicii cuantice.

„În Univers există patru forțe fundamentale: forţa electromagnetică, forța nucleară tare, forța nucleară slabă și gravitaţia.

Dintre cele patru, gravitaţia este singura care nu a fost explicată la nivel cuantic.

Noi credem că principiul holografic poate fi utilizat cu succes pentru a explica gravitaţia cu ajutorul mecanicii cuantice”, au declarat cercetătorii Daniel Harlow de la MIT și Hirosi Ooguri de la Caltech și University of Tokyo.

Gravitația cuantică

Gravitația cuantică. Credit: Gerd Altmann.

Principiul holografic le permite fizicienilor să studieze sistemele gravitaționale prin proiectarea acestora pe o frontieră care înconjoară întregul Univers.

Corespondența dintre teoriile Ads/CFT (Anti-de Sitter/conformal field theory), care a fost dezvoltată în anii 1990 de către fizicianul teoretician Juan Maldacena, a fost deosebit de utilă fizicienilor deoarece oferă o definiție matematică precisă a principiului holografic.

În anul 1997, fizicianul Juan Maldacena a propus ideea că există o corespondență între teoriile gravitaționale din spaţiile curbe anti-de-sitter și teoriile cuantice de câmp din spațiile cu o dimensiune mai puţin.

Fenomenele gravitaționale sunt descrise printr-o teorie ce consideră spaţiul având trei dimensiuni, în timp ce comportamentul particulelor cuantice este descris printr-o teorie ce consideră spaţiul având doar două dimensiuni.

Corespondenţa AdS-CFT susţine că afirmaţiile teoriilor cuantice pot fi traduse în afirmaţii ale teoriilor gravitaţionale şi viceversa. O astfel de corespondență este surprinzătoare.

Până în prezent au fost publicate mai mult de zece mii de lucrări ştiinţifice cu privire la „Corespondenţa AdS-CFT” a lui Maldacena.

În lucrarea de față, care a fost publicată în revista Physical Review Letters, profesorul Ooguri și Dr. Harlow au demonstrat că nicio simetrie nu este posibilă într-o teorie a gravitaţiei care respectă principiul holografic.

„În lucrarea noastră anterioară am identificat o analogie matematică precisă între principiul holografic și codurile de corectare a erorilor cuantice, cele care protejează informațiile într-un computer cuantic.

În ultima noastră lucrare am arătat că astfel de coduri de corectare a erorilor cuantice nu sunt compatibile cu nicio simetrie, ceea ce înseamnă că gravitația cuantică exclude orice simetrie.

Consecinţele acestui rezultat sunt foarte importante.

Rezultatul prezice că protonii nu se dezintegrează în alte particule elementare și că există monopoli magnetici”, au declarat cercetătorii.

Sursă: Sci-News