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

Onderzoekers zien razendsnel jagend CRISPR-systeem in actie

Onderzoekers zien razendsnel jagend CRISPR-systeem in actie

Over de hele wereld gebruiken onderzoekers CRISPR-systemen voor genbewerking, met CRISPR-Cas9 als bekendste voorbeeld. Toch bestaat er nog veel onduidelijkheid over hoe dit soort systemen te werk gaan in de cel.…

CWI eert grondleggers blockchain en Python met ‘Dijkstra Fellowship’

CWI eert grondleggers blockchain en Python met ‘Dijkstra Fellowship’

Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) zal voor het eerst in haar geschiedenis de ‘Dijkstra Fellowship’ uitreiken. De eretitel wordt toegekend aan David Chaum en Guido van Rossum. Chaum, ‘voorvader van blockchain…

Groot lek in chips niet aangepakt door Intel

Groot lek in chips niet aangepakt door Intel

Ondanks de ontdekking van een lek in chips van Intel die afgelopen mei bekend werd gemaakt door de VU in Amsterdam, blijkt dat de chips kwetsbaar blijven door onvolledige en gebrekkige aanpassingen door de chipsfabrikant…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Compacte vergrendelmagneten bestand tegen hoge dwarskrachten

Onlangs heeft Magnet Schultz een doorontwikkeling van de serie G SC X geïntroduceerd onder de naam G SC X … B01.

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

20 november 2019, Tiel

Nationale Cobot Dag

Op de Nationale Cobot Dag demonstreren zeker 9 cobotmerken wat ze kunnen.

21 november 2019, D&F kantoor Breda

Machine Safety Specialist (CE) met TÜV persoonscertificaat

21 nov 2019, 3 dec 2019, 19 dec 2019 en 9 jan 2020 Examen: 16 januari 2020

Meer agendapunten »