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.

 

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Lichtschermen PSENopt II – Nu met verbeterde spiegelzuilen

Pilz maakt het portfolio met lichtschermen compleet: De lichtschermen PSENopt II zijn niet alleen verkrijgbaar voor...

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

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

16 juni 2020, online

Power Electronics event

Het doel van dit event is de diversiteit van toepassingen, innovaties en kennis te presenteren op het...

16 juni 2020, Veldhoven

Business Software Event 2020

‘Boost your business with connected software & smart data’. Dat is het thema van het Business...

17 juni 2020, Vianen

Industrial Ethernet Event

Hoe kun je het maximale uit Industrial Ethernet halen?

Meer agendapunten »