EO

Zwaartekracht beschrijven… zonder zwaartekracht

06 augustus 2019 om 10:49 uur

Een tekening uit het artikel die het wiskundige ‘communicatiekanaal’ schetst tussen de theorie van kwantumzwaartekracht (weergegeven als het gebied binnen de cirkel) en de zuiver kwantummechanische theorie (de cirkel zelf).

Verrassenderwijs kan de combinatie van zwaartekracht en kwantummechanica herschreven worden in termen van natuurwetten waarin de zwaartekracht überhaupt niet voorkomt. Natuurkundigen van de UvA en verschillende Amerikaanse universiteiten hebben nu ontdekt hoe informatie over de zwaartekracht kan worden gereproduceerd uit deze wetten, zelfs als niet alle informatie aan de kwantummechanica-kant bekend is.


Recent heeft er een grote verschuiving plaatsgevonden in de manier waarop natuurkundigen denken over de kwantumzwaartekracht - de gecombineerde theorie van kwantummechanica en zwaartekracht. Deze perspectiefwisseling kwam voort uit de ontdekking dat een groot aantal zuiver kwantummechanische systemen, waarin de zwaartekracht dus geen rol speelt, onverwacht beschreven kunnen worden met dezelfde wiskunde als theorieën van kwantummechanica en zwaartekracht. Het is alsof dezelfde handleiding gebruikt wordt voor twee heel verschillende spellen - hoewel een betere analogie misschien die is van een cryptogram met een verborgen boodschap, aangezien het niet altijd eenvoudig is om resultaten van het ene systeem naar het andere te vertalen.

 

Coderen en decoderen

Toch kan men de verborgen kwantumzwaartekrachtstheorie tevoorschijn toveren door nauwkeurig te bestuderen hoe de informatie daarover gecodeerd is in het zuiver kwantummechanische systeem. Een vraag daarbij is hoe bekende objecten in de kwantumzwaartekrachtstheorie - zwarte gaten, bijvoorbeeld - beschreven kunnen worden in de taal van het kwantummechanische model.


In een artikel in Physical Review X beschrijven UvA-natuurkundige Michael Walter en vijf van zijn collega's van de universiteiten van Stanford, Caltech, Harvard en Brandeis, een wiskundige constructie voor deze vertaalslag. Met behulp van technieken die oorspronkelijk werden ontwikkeld om ruis in de verwerking van kwantuminformatie te onderdrukken, construeren ze een ‘communicatiekanaal' waarin objecten aan de kwantumzwaartekrachtkant ingevoerd kunnen worden, en dat de overeenkomstige objecten aan de zuiver kwantummechanische kant uitvoert.

 

Overbodige informatie en herstel

Een unieke uitdaging voor dit vertalingsprotocol is dat objecten uit het kwantumzwaartekrachtsmodel gecodeerd worden op een manier die ‘dubbelop' is in de kwantumtheorie: er is overbodige informatie aanwezig. Dat wil zeggen: zelfs als een deel van de kwantummechanische informatie gewist wordt, is het soms nog steeds mogelijk om de informatie over objecten in de kwantumzwaartekracht volledig te herstellen. De auteurs construeren een ‘herstelfunctie' die laat zien hoe kwantumzwaartekrachtsinformatie hersteld kan worden als een deel van de overbodige kwantuminformatie wordt gewist. Aangezien de mogelijkheid om heen en weer te vertalen tussen verschillende equivalente beschrijvingen van kwantumzwaartekrachtsobjecten ten grondslag ligt aan veel van de recente onderzoekontwikkelingen in dit vakgebied, zou dit nieuwe ‘communicatiekanaal' een heel nuttig gereedschap kunnen blijken voor toekomstig onderzoek aan dit intrigerende onderwerp.

 

Gerelateerd nieuws

Hyundai introduceert zijn eerste hybride-model op zonne-energie

Hyundai introduceert zijn eerste hybride-model op zonne-energie

Hyundai Motor heeft zijn eerste hybride auto met zonnedak gepresenteerd. De silicium panelen kunnen de accu met 30 tot 60% per dag opladen, ook tijdens het rijden. In zes uur per dag kan het rijbereik op jaarbasis zo…

Gewijzigde versie NEN 3140 en NEN 3840 gepubliceerd

Gewijzigde versie NEN 3140 en NEN 3840 gepubliceerd

De normen voor de bedrijfsvoering van elektrische installaties, NEN 3140 (laagspanning) en NEN 3840 (hoogspanning), zijn gewijzigd. Dit zijn de normen voor werken aan elektrische installaties.

Interacties waargenomen tussen Rydbergatomen en gevangen ionen

Interacties waargenomen tussen Rydbergatomen en gevangen ionen

Twee bouwstenen voor kwantumcomputers zijn zogeheten Rydbergatomen en gevangen ionen. Tot nu toe zijn deze systemen, die elk hun eigen voordelen hebben, onafhankelijk bestudeerd, maar natuurkundigen van het UvA-Institute…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

22 augustus 2019, vianen

Praktijkdag Performance Level (PL) ISO 13849-1

Na de theoriedag PL/SIL of module 4: Ontwerpen besturingstechnische veiligheidsmaatregelen van de...

23 augustus 2019

Praat mee over een toekomstbestendige machinerichtlijn

Nederland levert een bijdrage aan een impact-assessment betreffende de nieuwe Europese Machinerichtlijn...

2 september 2019, D&F kantoor Breda

Performance Level en Sistema 2.0

Meer agendapunten »