به دنبال انجام? بررسی برای ‘Buzz’

فرضی ذرات سنگ بنای گرانش کوانتومی نظریه, اما آنها معروف سخت به رعایت. در عین حال شاید آنها قابل تشخیص ایجاد سر و صدا.’

بسیاری از فیزیکدانان فرض کنیم که گراویتون ها وجود دارد, اما چند فکر می کنم که ما تا به حال خواهد شد را ببینید. این فرضی ابتدایی ذرات سنگ بنای نظریه کوانتومی گرانش که به دنبال متحد کردن آلبرت انیشتین نظریه نسبیت عام با مکانیک کوانتومی. اما آنها به شدت سخت و شاید غیر ممکن—برای مشاهده در طبیعت است.

جهان از گراویتون ها تنها زمانی آشکار می شود شما زوم در بافت فضا-زمان در کوچکترین مقیاس امکان پذیر است که نیاز به یک دستگاه است که می تواند مهار واقعا شدید مقدار از انرژی است. متاسفانه هر دستگاه اندازه گیری قادر به به طور مستقیم کاوش کردن به این “طول پلانک” ضرورتا خیلی عظیم است که آن را به سقوط به یک سیاه چاله است. “به نظر می رسد که طبیعت توطئه برای منع هر گونه اندازه گیری فاصله با خطای کوچکتر از طول پلانک” گفت: Freeman Dyson جشن فیزیکدان نظری در سال 2013 بحث ارائه یک بازگشت-از-پاکت محاسبه این حد.

و پس از گراویتون ها با توجه به تفکر متعارف ممکن است تنها خود را نشان می دهد در جهان را افراطی ترین اماکن: در زمان انفجار بزرگ و یا در قلب سیاه چاله ها. “مشکل با سیاه چاله ها این است که آنها سیاه و بنابراین هیچ چیز بیرون می آید” گفت: Daniel Holz یک اخترفیزیکدان در دانشگاه شیکاگو است. “و گرانش کوانتومی چیزهای اتفاق می افتد درست در مرکز این—به طوری که بیش از حد بد است.”

اما به تازگی منتشر شده مقالات چالش این دیدگاه نشان می دهد که گراویتون ها ممکن است ایجاد قابل مشاهده “سر و صدا” در آشکارسازهای موج گرانشی مانند LIGO لیزر تداخل گرانشی-موج رصدخانه. “ما دریافتیم که کوانتومی فازی از فضا-زمان حک شده است در ماده به عنوان یک نوع از لرزش گفت: Maulik Parikh, کیهان شناسی در دانشگاه ایالتی آریزونا و coauthor از یکی از مقالات.

و در حالی که آن را هنوز مشخص نیست اگر موجود و یا حتی آینده رصدخانه موج گرانشی باید حساسیت لازم برای تشخیص این سر و صدا این محاسبات را ساخته اند نزدیک به غیر ممکن است حداقل قابل قبول است. با در نظر گرفتن چگونه گراویتون ها ارتباط برقرار کردن با یک آشکارساز یکهو آنها داده اند جامد نظری پا به ایده گراویتون سر و صدا و گرفته فیزیکدانان یک گام نزدیک تر به طور تجربی اثبات است که در اعماق جاذبه پخش با قوانین مکانیک کوانتومی.

با عصبانیت سخن گفتن از موج

Dyson 2013 محاسبه متقاعد بسیاری از مردم که آشکارسازهای موج گرانشی بودند در بهترین حالت غیر عملی پروب برای یادگیری در مورد گرانش کوانتومی.

“وجود دارد یک نوع پیش فرض اجماع است که آن را اتلاف وقت به فکر می کنم در مورد اثرات کوانتومی و گرانشی تابش” گفت: فرانک Wilczek یک برنده جایزه نوبل فیزیک در دانشگاه MIT بود که یک coauthor با Parikh در مقاله جدید. در واقع نه Wilczek, Parikh و نه جورج Zahariade کیهان شناسی در ایالتی آریزونا و سوم coauthor در زمان امکان به طور جدی تا پس از 2015 کشف امواج گرانشی توسط LIGO. “وجود دارد هیچ چیز مانند واقعی نتایج تجربی به تمرکز توجه” گفت: Wilczek.

Maulik Parikh Frank Wilczek and George Zahariade
Maulik Parikh, فرانک Wilczek و جورج Zahariade (از سمت چپ) محاسبه چگونه آشکارسازهای موج گرانشی می تواند پیدا کردن شواهد برای گراویتون ها.حسن نیت ارائه میدهد از Maulik Parikh; کاترین تیلور برای کوانتوم مجله; Ryan Rahn

گراویتون ها در حال فکر برای حمل نیروی جاذبه در راه است که شبیه به چگونه فوتون حامل نیروی الکترومغناطیسی. فقط به عنوان اشعه های نور را می توان به عنوان تصویر خوبی رفتار مجموعه ای از فوتون ها, گرانشی, امواج—امواج در فضا-زمان ایجاد خشونت فرآیندهای کیهانی—تصور می شود ساخته شده از گراویتون ها. با این در ذهن نویسنده پرسید که آیا آشکارسازهای موج گرانشی هستند در اصل حساس به اندازه کافی برای دیدن گراویتون ها. “که مانند درخواست, چگونه می توانید یک surfer در موج بگویید فقط از این حرکت که موج ساخته شده است تا از قطرات آب ؟” گفت: Parikh.

بر خلاف Dyson که broad-brush محاسبه متمرکز در یک گراویتون آنها در نظر گرفته اثرات بسیاری از گراویتون ها. “ما همیشه با الهام از حرکت براونی” گفت: Parikh با اشاره به تصادفی اهسته تکان و لرزش از میکروسکوپی ذرات در یک مایع. اینشتین با استفاده از حرکت براونی به استنباط وجود اتم که بمباران ذرات میکروسکوپی. در راه همان است كه رفتار از بسیاری از گراویتون ها ممکن است تغییر شکل ماهرانه یک موج گرانشی.

آشکارسازهای موج گرانشی می تواند در ساده ترین آنها بود از فکر به عنوان دو توده جدا شده توسط برخی از راه دور. هنگامی که یک موج گرانشی عبور می کند توسط این فاصله را با افزایش و کاهش به عنوان موج امتداد و کدو تنبل فضای بین توده های مردم است. اضافه کردن گراویتون ها را به مخلوط در آن شما اضافه کردن یک حرکت جدید در بالای معمول امواج در فضا-زمان است. به عنوان آشکارساز جذب و ساطع گراویتون ها از توده ها به طور تصادفی با عصبانیت سخن گفتن. این گراویتون سر و صدا. چگونه عصبانیت سخن گفتن است و به این ترتیب آیا می توان آن را تشخیص داده و در نهایت بستگی به نوع موج گرانشی ضربه سنج.

میدان های گرانشی وجود دارد در “کوانتوم متحده” بسته به اینکه چگونه آنها ایجاد شد. در اغلب موارد یک موج گرانشی تولید شده در یک “حالت همدوس” است که شبیه به امواج در یک استخر. آشکارسازهای مانند LIGO هستند گوش به جستجو برای این معمولی امواج گرانشی که در حال ساطع شده از سیاه چاله ها و نوترون ستاره به عنوان آنها مارپیچی در اطراف هر یک از دیگر و برخورد می کنند.

gravitational wave detectors
نسل بعدی آشکارسازهای موج گرانشی می تواند ساخته شده از ناوگان سفینه های فضایی است. این LISA Pathfinder ماموریت نشان داده شده در اینجا در حال آماده شدن برای آن در دسامبر 2015 راه اندازی با موفقیت آزمایش فن آوری های که مورد نیاز خواهد بود برای این نسل بعدی آشکارسازهای.عکس: P. BAUDON/ESA-CNES-Arianespace/Optique Vidéo du CSG

حتی منسجم امواج گرانشی تولید گراویتون سر و صدا اما—به عنوان Dyson نیز یافت می شود—آن را بیش از حد کوچک به اندازه گیری. دلیل این است که لرزش ایجاد شده به عنوان آشکارساز جذب گراویتون ها است “کاملأ پیچیده متعادل” با لرزش ایجاد شده که از آن ساطع می کند گراویتون ها گفت: Wilczek که تا به حال امیدوار است که خود را محاسبه خواهد منجر به یک بزرگتر سر و صدا به صورت منسجم متحده است. “این کمی ناامید کننده است.”

مصمم Parikh, Wilczek و Zahariade بررسی چندین نوع دیگر از امواج گرانشی است که Dyson در نظر نمی. آنها دریافتند که یک کوانتومی خاص به نام فشرده دولت به تولید بسیار برجسته تر گراویتون سر و صدا. در واقع Parikh, Wilczek و Zahariade متوجه شد که سر و صدای افزایش تصاعدی بیشتر گراویتون ها فشرده هستند.

نظری خود را اکتشاف پیشنهاد—علیه حاکم حکمت—که گراویتون سر و صدا است که در اصل مشاهده کرد. علاوه بر این تشخیص این سر و صدا بود که فیزیکدانان در مورد منابع عجیب و غریب است که ممکن است ایجاد فشرده امواج گرانشی. “آنها در حال فکر کردن در مورد آن را در شیوه ای بسیار جدی است و آنها در حال نزدیک شدن به آن در یک زبان دقیق” گفت: Erik Verlinde یک فیزیکدان نظری در دانشگاه آمستردام.

“ما همیشه به حال این تصویر که گراویتون ها را بمباران آشکارسازهای در برخی از راه و بنابراین وجود دارد می تواند یک کمی از لرزش گفت:” Parikh. “اما” Zahariade افزود: “زمانی که ما درک چگونه این گراویتون سر و صدا مدت ناشی ریاضی آن لحظه زیبایی بود.”

Erik Verlinde
اریک Verlinde به همکاری یک پیشنهاد به دنبال گراویتون سر و صدا به طور مستقیم در حباب خلاء فضا-زمان است.عکس: Ilvy Njiokiktjien/مجله کوانتوم

محاسبات مشغول به کار شدند بیش از سه سال و خلاصه شده در مقاله اخیر. این مقاله توصیف مجموعه ای کامل از محاسبات در حال حاضر تحت بررسی دقیق.

این در حالی است که فشرده نور است که به طور معمول ساخته شده در آزمایشگاه—از جمله در LIGO—آن را هنوز هم ناشناخته, آیا فشرده امواج گرانشی وجود دارد. Wilczek مظنون است که مراحل نهایی سیاه چاله ادغام که در آن میدان های گرانشی بسیار قوی هستند و به سرعت در حال تغییر می تواند تولید فشردن این اثر است. نرخ تورم در یک دوره در جهان اولیه که در فضا-زمان گسترش بسیار سریع—همچنین می تواند منجر به فشردن. نویسندگان در حال حاضر برنامه ای برای ساخت مدل های دقیق از این رویدادهای کیهانی و امواج گرانشی آنها منتشر می کنند.

“این درب باز می شود به بسیار دشوار است که محاسبات در حال رفتن به یک چالش برای حمل از طریق به پایان” گفت: Wilczek. “اما خبر خوب این است که آن را می شود واقعا جالب و بالقوه واقع بینانه به عنوان یک تجربی هدف است.”

هولوگرام لرزش

به جای به دنبال کوانتومی منابع در کیهان دیگر فیزیکدانان به امید دیدن گراویتون سر و صدا به طور مستقیم در حباب خلاء فضا-زمان که در آن ذرات fleetingly پاپ به وجود و سپس ناپدید می شوند. به عنوان آنها ظاهر می شود این ذرات مجازی باعث فضا-زمان به آرامی پیچ و تاب در اطراف آنها ایجاد نوسانات تصادفی شناخته شده به عنوان فضا-زمان فوم.

این دنیای کوانتوم ممکن است به نظر می رسد غیر قابل دسترس برای آزمایش. اما آن را—اگر جهان اطاعت “اصل هولوگرافی” است که در آن تار و پود فضا-زمان ظهور در راه همان است که یک هولوگرام 3D میآید از 2D الگوی. اگر هولوگرافی اصل درست است کوانتومی ذرات مانند گراویتون زندگی در پایین سطح بعدی و رمز آشنا نیروی گرانش در بالاتر بعدی فضا-زمان است.

در چنین سناریو اثرات کوانتومی گرانش را می توان تقویت شده به جهان روزمره از آزمایشات مانند LIGO. کار اخیر توسط Verlinde و کاترین Zurek یک فیزیکدان نظری در موسسه فناوری کالیفرنیا پیشنهاد استفاده از LIGO و یا یکی دیگر از حساس تداخل به رعایت حباب خلاء که در اطراف دستگاه.

در هولوگرافی جهان تداخل نشسته در بالاتر بعدی فضا-زمان است که از نزدیک پیچیده شده در یک پایین تر بعدی کوانتومی سطح. اضافه کردن کوچک نوسانات در سراسر سطح ایجاد سر و صدا است که به اندازه کافی بزرگ برای شناسایی تداخل. “ما نشان داده ایم که با توجه به اثرات کوانتومی گرانش هستند و نه فقط تعیین مقیاس پلانک بلکه [این تداخل را] در مقیاس” گفت: Verlinde.

Kathryn Zurek
کاترین Zurek تاکید می کند که این مهم برای فیزیکدانان نظری به فکر می کنم در خارج از محدوده باریک از آنچه متعارف و قابل قبول به ویژه هنگامی که ایده های نامتعارف را می توان به آزمایش است. “اصول مکانیک کوانتومی نوع دیوانه زمانی که شما در مورد آن فکر می کنم” او گفت:, “اما آن را بر اساس یک اصل است که افزایش می دهد به عواقب و بنابراین شما می توانید بروید و ببینید که اگر آن را توصیف طبیعت است.”حسن نیت ارائه میدهد از Caltech

اگر پیش فرض های خود را در مورد اصل هولوگرافی نگهداری درست گراویتون سر و صدا را تبدیل به یک تجربی هدف برای LIGO و یا حتی برای یک میز آزمایش. در سال 2015 در Fermi National Accelerator Laboratory, میز آزمایش به نام Holometer نگاه شواهد که جهان هولوگرافی—و پیدا شد که مایل است. “نظری ایده ها در آن زمان بسیار بدوی” گفت: Verlinde اشاره کرد که محاسبات در مقاله خود با Zurek هستند مبتنی بر تر در عمق هولوگرافی روش های تهیه شده از آن. اگر محاسبات فعال محققان به دقت پیش بینی آنچه در این گراویتون سر و صدا به نظر می رسد مانند او فکر می کند شانس خود را از کشف بهتر است—اگر چه هنوز هم به جای بعید است.

Zurek و Verlinde رویکرد تنها کار خواهد کرد اگر ما جهان هولوگرافی—یک حدس است که به دور از تاسیس شده است. توصیف نگرش خود را به عنوان “غرب وحشی ذهنیت” Zurek گفت: “آن را در معرض خطر و بعید است که موفق می شوند اما آنچه در هک ما را درک نمی کنند کوانتومی گرانش است.”

قلمرو ناشناخته

در مقابل Parikh, Wilczek و Zahariade را محاسبه ساخته شده است در فیزیک است که چند مخالف با. “ما بسیار محافظه کارانه محاسبه است که تقریبا به طور قطع صحیح” گفت: Parikh. “این اصل فقط فرض وجود چیزی به نام گراویتون که گرانش می تواند تدریجی است.”

اما سه نفر اعلام کرد که بیشتر نظری legwork باید انجام شود قبل از آن شناخته شده است که آیا در حال حاضر و یا برنامه ریزی شده آشکارسازهای موج گرانشی می تواند کشف گراویتون سر و صدا. “این امر نیاز به چند خوش شانس معافیت گفت:” Parikh. نه تنها باید جهان بندر منابع عجیب و غریب است که ایجاد فشرده گرانشی, امواج, اما گراویتون سر و صدا باید تشخیص از بسیاری از منابع دیگر از سر و صدا که LIGO در حال حاضر به.

“تا کنون LIGO نشان نداده هر گونه نشانه ای از فیزیک است که می شکند با پیش بینی های انیشتین نسبیت عام” گفت: Holz است که یک عضو از LIGO همکاری. “که در آن شما شروع: نسبیت عام شگفت انگیز است.” او اذعان دارد که آشکارسازهای موج گرانشی هستند بهترین امید ما برای ساخت بنیادی جدید اکتشافات در مورد جهان, به دلیل زمین است “کاملا نا معلوم.”

Wilczek استدلال می کند که اگر محققان توسعه درک درستی از آنچه گراویتون سر و صدا ممکن است مانند نگاه آشکارسازهای موج گرانشی را می توان تنظیم برای بهبود شانس پیدا کردن آن است. “به طور طبیعی مردم شده اند با تمرکز بر تلاش برای ماهی سیگنال و نه نگرانی در مورد خواص جالب از سر و صدا گفت:” Wilczek. “اما اگر شما که در ذهن شما خواهد شاید طراحی چیزی متفاوت است.” (Holz روشن است که LIGO محققان در حال حاضر مورد مطالعه ممکن است برخی از کیهانی نویز سیگنال.)

با وجود چالش های پیش رو Wilczek گفت: “guardedly خوشبین” است که کار خود را به پیش بینی است که می تواند جستوجو کرد تجربی. در هر صورت, او امیدوار است این مقاله را خار دیگر نظریه پردازان به مطالعه گراویتون سر و صدا.

“فیزیک بنیادی است که یک کسب و کار سخت. شما می توانید معروف نوشتن همه چیز را بر روی یک تی شرت و آن را سخت به اضافات و یا تغییرات به این که” Wilczek گفت. “من نمی بینیم که چگونه این است که برای رهبری وجود دارد به طور مستقیم اما از آن باز می شود یک پنجره جدید در جهان است.

“و سپس خواهیم دید که آنچه که ما می بینیم.”

داستان اصلی تجدید چاپ با اجازه از کوانتوم, مجله, یک سرمقاله مستقل انتشار سایمونز بنیاد که ماموریت است که برای افزایش درک عمومی از علم توسط پوشش تحقیقات تحولات و روند ریاضیات و علوم فیزیکی و زندگی.


بزرگ تر سیمی داستان
  • چگونه ماسک های رفت و از همین حالا-پوشیدن به باید
  • 13 کانال یوتیوب ما گیک بیش از
  • تکنولوژی مواجه آن با استفاده از برچسب “استاد” و “برده”
  • پوکر و روانشناسی از عدم قطعیت
  • با نگه داشتن coronas—و یا چرا این ویروس برنده
  • 👁 آماده شدن برای هوش مصنوعی برای تولید کمتر جادوگری. به علاوه: دریافت آخرین اخبار AI
  • 🎙️ گوش دادن به سیمی ما پادکست جدید در مورد آینده چگونه متوجه است. گرفتن آخرین قسمت و مشترک به 📩 خبرنامه به نگه دارید تا با تمام ما را نشان می دهد
  • 💻 ارتقاء کار خود را با بازی ما دنده تیم های مورد علاقه, لپ تاپ, کیبورد تایپ جایگزین و سر و صدا لغو هدفون

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>