22 juli 2024

Hoe ruimtetijd gebouwd kan worden uit kwantumverstrengeling

(credit: Hirosi Ooguri)

Kwantumverstrengeling is hot. Al een poosje komt het fenomeen uit de kwantum-mechanica hier in recente blogs aan de orde, zoals die over Erik Verlinde’s theorie over zwaartekracht en over de relatie tussen wormgaten en kwantumverstrengeling, de ER=EPR relatie. Afgelopen vrijdag bezochten wij het PLANCKS symposium en daar liep kwantumverstrengeling als een rode draad door diverse presentaties, zoals van Carlo Beenakker, John Ellis en … opnieuw Erik Verlinde. En nu is daar opnieuw nieuws over kwantumverstrengeling: de Japanse natuurkundige Hirosi Ooguri (Universiteit van Tokio/KAVLI) heeft samen met Matilde Marcolli, Jennifer Lin en Bogdan Stoica ontdekt hoe de ruimtetijd in een driedimensionale ruimte door kwantumverstrengeling tevoorschijn kan komen. Uitgangspunt voor hun studie is het holografisch principe, dat stelt dat zwaartekracht in een driedimensionale ruimte beschreven kan worden door de kwantum-mechanica van het tweedimensionale oppervlakte, dat het volume begrenst. Uit het tweedimensionale oppervlak zou de driedimensionale ruimte volgen. Klinkt eenvoudig, maar probleem was dat de natuurkundigen niet wisten door welk mechanisme de ruimte nou precies ’tevoorschijn kan komen’ uit het oppervlak. Dát mechanisme is door Ooguri en zijn medewerkers ontdekt en beschreven in het vakartikel Tomography from Entanglement, dat in Physical Review Letters zal worden gepubliceerd – weliswaar onder een andere titel –Locality of gravitational systems from entanglement of conformal field theories – maar voor zover ik kan zien met dezelfde inhoud.

Ooguri’s formule legt een verband tussen de lokale gegevens in de extra dimensies van de zwaartekracht, weergegeven door de rode punt, en de gegevens in het tweedimensionale oppervlak, beschreven door kwantum-verstrengeling, weergegeven door de blauwe helften (credit: Jennifer Lin et al).

De sleutel tot het mechanisme is kwantumverstrengeling. Door gebruik van een kwantumtheorie zonder zwaartekracht waren Ooguri en zijn collega’s in staat om de energiedichtheid van een ruimte te beschrijven aan de hand van de gegevens van de kwantumverstrengeling op het oppervlak rondom de ruimte. Energiedichtheid is een bron van zwaartekracht, dus daarmee kwam ook de vierde en zwakste natuurkracht tevoorschijn. Bron: IPMU.

Share

Comments

  1. “Energiedichtheid is een bron van zwaartekracht,”

    Ik neem aan dat hiermee bedoeld wordt dat de Energiedichtheid tensor, aangeeft hoe de ruimte dient te krommen (Ricci tensor), wat op zijn beurt weer bepaald hoe groot de zwaartekracht is?

    Ome Mies.

Speak Your Mind

*