Дискретность пространства-времени предложили проверить
Американские физики-теоретики придумали эксперимент, который может измерить дискретность нашего пространства-времени с точностью до 10-31 метра, что в десять триллионов раз превышает точность предыдущих измерений. Для этого ученые рассчитали поправки к гамильтониану Дирака, возникающие за счет дискретности пространства-времени, и оценили, как они влияют на разность фаз нейтронов, которые пролетают через интерферометр Маха — Цендера. Исследователи считают, что при небольшой модификации эксперимента его точность сравнится с планковской длиной. Статья опубликована в Physical Review D, препринт работы выложен на сайте arXiv.org.
Как правило, физики считают пространство-время непрерывным: чтобы различить очень короткие расстояния, нужны частицы с очень большими энергиями, а в повседневной жизни редко встречаются энергии выше одного мегаэлектронвольта (рентгеновское и гамма-излучение). Однако это не значит, что пространство-время действительно непрерывно. При энергиях и расстояниях, сравнимых с планковским масштабом (Ep ~ 1019 мегаэлектронвольт и Lp ~ 10-35 метров), Стандартная модель и общая теория относительности перестают работать — следовательно, пространство-время может сильно исказиться. В частности, оно может оказаться дискретным. Более того, некоторые физики считают, что при таких высоких энергиях понятия пространства и времени вообще теряют смысл, и говорить об их свойствах нельзя.
Кроме того, искажение структуры пространства-времени нарушает лоренц-инвариантность — одно из важнейших свойств известных физических законов. Грубо говоря, лоренц-инвариантность законов означает, что они не меняются при произвольных сдвигах и поворотах (в том числе бустах). Очевидно, что в дискретном пространстве-времени лоренц-инвариантность нарушается — причем на высоких энергиях, на которых длина волны частицы сравнима с шагом решетки, нарушение заметить легче всего. Конечно, на практике физикам еще очень далеко до таких энергий: энергия протонов Большого адронного коллайдера находится на уровне ELHC ~ 104 мегаэлектронвольт (то есть 10-15Ep), а энергия самых быстрых космических частиц не превышает Eparticle ~ 1011 мегаэлектронвольт (10-8Ep). Поэтому лоренц-инвариантность известных физических законов нарушается очень слабо. Тем не менее, даже такие слабые нарушения могут сыграть важную роль: например, благодаря им возможны осцилляции безмассовых нейтрино и вакуумное черенковское излучение.
Впервые последствия нарушения лоренц-инвариантности рассмотрел еще в 1951 году Поль Дирак, а работы Сидни Коулмана и Шелдона Глешоу, написанные в 1990-х годах и развивающие идеи Дирака, заставили физиков задуматься об экспериментальной проверке этой гипотезы. В настоящее время универсальной моделью, которая описывает всевозможные нарушения лоренц-инвариантности, является так называемое Расширение Стандартной модели (Standard Model Extension, SME); в этой теории отклонения от Стандартной модели описываются маленькими безразмерными параметрами. Сообщения экспериментов, которые измеряют эти параметры, выходят несколько раз в месяц, однако до сих пор ученые так и не смогли обнаружить нарушения лоренц-инвариантности. Тем не менее, исследователи продолжают повышать точность установок, надеясь уловить следы «физики планковских энергий».
Физики-теоретики Тодд Брун (Todd Brun) и Леонард Млодинов (Leonard Mlodinow) предложили схему нового эксперимента, который способен почувствовать дискретность пространства-времени и сопровождающее его нарушение лоренц-инвариантности с точностью, по меньшей мере, в десять триллионов раз превышающей точность существующих измерений. Для этого ученые рассмотрели дискретное пространство, представляющее собой трехмерную объемно-центрированную кубическую решетку (bcc) с длиной ребра -x, по которой точечная частица перемещается за счет квантовых случайных блужданий (quantum walks). Другими словами, в каждый «тик» дискретного времени частица с определенной вероятностью перемещается в соседние вершины решетки и переходит в суперпозицию состояний, в которых она одновременно находится в каждой из соседних вершин. Кроме того, частица обладает внутренними степенями свободы (спином). Затем физики выписали унитарный оператор, который описывает такие блуждания, перешли в импульсное представление и сравнили его с оператором, который индуцируется некоторым не зависящим от времени гамильтонианом. В результате ученые показали, что в лидирующем приближении дискретная теория совпадает с теорией Дирака, описывающей движение массивных фермионов (например, электронов). Кроме того, исследователи рассчитали первую поправку к гамильтониану, пропорциональную малому параметру k-x (k — волновой вектор частицы). Физики подчеркивают, что теории совпадают только в случае объемно-центрированной решетки, однако этот факт не исключает дискретные теории, основанные на других решетках: авторы считают, что во всех дискретных теориях возможно разложение по малому параметру, которое хотя бы качественно воспроизводит полученные результаты.
Затем ученые нашли поправки к энергетическому спектру частиц, которые возникают из-за различий между дискретным и дираковским гамильтонианом, и предложили схему экспериментальной установки, которая может почувствовать такие отличия. Для этого ученые рассмотрели непараллельный интерферометр Маха — Цендера. Каждое плечо такого интерферометра разбивается на два сегмента: длинный сегмент направлен под небольшим углом к горизонтали, короткий сегмент смотрит почти вертикально. Между волновыми функциями фермионов, которые пролетают через плечи интерферометра, набегает фаза, пропорциональная поправке к дираковскому гамильтониану. Используя найденное выражение для этой поправки, физики рассчитали, как разница фаз зависит от ориентации интерферометра относительно решетки дискретного пространства и от соотношений между коротким и длинным сегментом плеча интерферометра.
Наконец, исследователи оценили, можно ли измерить набежавшую разность фаз на реальных установках. В качестве фермионов, бегущих по интерферометру, физики выбрали тепловые нейтроны с импульсом порядка 10-24 килограмм на метр в секунду. Типичный интерферометр, который работает с такими частицами, имеет длину плеча около десяти сантиметров и может измерить разность фаз с точностью порядка одной сотой радиана. По оценкам ученых, такая чувствительность позволяет заметить дискретность решетки с шагом не менее 10-27 метров. Более того, отдельные нейтронные интерферометры «чувствуют» разность фаз порядка 10-6 радиан, что отвечает шагу решетки порядка 10-31 метров. Это в десять триллионов раз точнее экспериментов на Большом адронном коллайдере и всего в десять тысяч раз больше планковской длины. По словам ученых, преодолеть разрыв будет сравнительно легко: достаточно увеличить длину плеча интерферометра и усреднить собранные данные по большому промежутку времени. Таким образом, предложенный эксперимент может стать первым в истории экспериментом, который доберется до планковских масштабов.
Помимо дискретности пространства-времени, физики рассматривают и другие механизмы нарушения лоренц-инвариантности — например, «расширяют» Стандартную модель, добавляя в нее новые взаимодействия. Такие расширения могут исказить скорость света, деформировать галактические диски и даже нарушить принцип эквивалентности, который постулирует равенство инертной и гравитационной массы. Подробно прочитать про то, как ученые придумывают такие механизмы, можно в нашем материале «На пути к теории всего». Впрочем, несмотря на активность теоретиков, которые придумывают и изучают альтернативные теории, на практике нарушения лоренц-инвариантности пока еще не наблюдались.
Источник
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
Отправить донат на поддержку проекта "Аномальные новости"
Меню
Архив материалов
Проекты наших читателей
Контакты исследователей
Подписка на новости
Проекты
Новости криптозоологии
Хроники природных катастроф
Новости
26.02.2002 - 05.07.2002
05.08.2002 - 23.10.2002 (562)
24.10.2002 - 17.01.2003 (585)
20.01.2003 - 07.04.2003 (709)
08.04.2003 - 01.08.2003 (709)
04.08.2003 - 18.11.2003 (763)
19.11.2003 - 31.03.2004 (721)
01.04.2004 - 13.08.2004 (825)
16.08.2004 - 22.11.2004 (782)
23.11.2004 - 28.03.2005 (756)
29.03.2005 - 29.07.2005 (807)
30.08.2005 - 02.12.2005 (927)
05.12.2005 - 21.04.2006 (912)
24.04.2006 - 23.10.2006 (999)
24.10.2006 - 03.05.2007 (999)
04.05.2007 - 28.01.2008 (999)
29.01.2008 - 12.01.2009 (999)
13.01.2009 - 07.07.2009 (966)
22.08.2009 - 21.01.2010 (996)
22.01.2010 - 22.06.2010 (1000)
23.06.2010 - 14.01.2011 (1042)
17.01.2011 - 31.05.2011 (1008)
01.06.2011 - 03.11.2011 (1003)
07.11.2011 - 16.03.2012 (996)
19.03.2012 - 09.06.2012 (1009)
13.06.2012 - 07.09.2012 (988)
10.09.2012 - 19.11.2012 (1004)
20.11.2012 - 14.01.2013 (1015)
15.01.2013 - 22.02.2013 (1000)
23.02.2013 - 08.04.2013 (991)
09.04.2013 - 31.05.2013 (1015)
01.06.2013 - 18.07.2013 (992)
19.07.2013 - 03.09.2013 (1014)
04.09.2013 - 20.10.2013 (1001)
21.10.2013 - 02.12.2013 (1001)
03.12.2013 - 18.01.2014 (997)
19.01.2014 - 07.03.2014 (994)
08.03.2014 - 24.04.2014 (1000)
25.04.2014 - 18.06.2014 (1005)
19.06.2014 - 15.08.2014 (1019)
16.08.2014 - 07.10.2014 (1006)
08.10.2014 - 16.11.2014 (995)
17.11.2014 - 25.12.2014 (1004)
26.12.2014 - 09.02.2015 (989)
10.02.2015 - 20.03.2015 (998)
21.03.2015 - 22.04.2015 (1001)
23.04.2015 - 29.05.2015 (997)
29.05.2015 - 30.06.2015 (995)
30.06.2015 - 29.07.2015 (990)
29.07.2015 - 26.08.2015 (998)
27.08.2015 - 24.09.2015 (988)
25.09.2015 - 22.10.2015 (991)
23.10.2015 - 18.11.2015 (1000)
18.11.2015 - 16.12.2015 (990)
17.12.2015 - 23.01.2016 (1000)
24.01.2016 - 25.02.2016 (1000)
26.02.2016 - 24.03.2016 (1000)
24.03.2016 - 16.04.2016 (990)
17.04.2016 - 19.05.2016 (999)
20.05.2016 - 22.06.2016 (993)
23.06.2016 - 01.08.2016 (995)
02.08.2016 - 12.09.2016 (990)
13.09.2016 - 25.10.2016 (989)
26.10.2016 - 05.12.2016 (995)
06.12.2016 - 15.01.2017 (995)
16.01.2017 - 23.02.2017 (990)
24.02.2017 - 03.04.2017 (994)
04.04.2017 - 18.05.2017 (1000)
19.05.2017 - 05.07.2017 (1000)
06.07.2017 - 24.08.2017 (1000)
25.08.2017 - 06.10.2017 (991)
07.10.2017 - 15.11.2017 (990)
16.11.2017 - 24.12.2017 (1000)
25.12.2017 - 04.02.2018 (990)
05.02.2018 - 17.03.2018 (1000)
18.03.2018 - 02.05.2018 (990)
03.05.2018 - 11.06.2018 (1000)
12.06.2018 - 18.07.2018 (990)
19.07.2018 - 24.08.2018 (1000)
25.08.2018 - 02.10.2018 (1000)
03.10.2018 - 07.11.2018 (990)
08.11.2018 - 13.12.2018 (990)
14.12.2018 - 23.01.2019 (1000)
24.01.2019 - 02.03.2019 (1000)
03.03.2019 - 12.04.2019 (1010)
13.04.2019 - 23.05.2019 (990)
24.05.2019 - 03.07.2019 (1000)
04.07.2019 - 11.08.2019 (1000)
12.08.2019 - 16.09.2019 (990)
17.09.2019 - 26.10.2019 (1000)
27.10.2019 - 12.12.2019 (1000)
13.12.2019 - 25.01.2020 (1000)
26.01.2020 - 06.03.2020 (990)
07.03.2020 - 16.04.2020 (1010)
17.04.2020 - 19.05.2020 (1000)
20.05.2020 - 25.06.2020 (990)
26.06.2020 - 04.08.2020 (995)
05.08.2020 - 16.09.2020 (1005)
17.09.2020 - 26.10.2020 (990)
27.10.2020 - 27.11.2020 (990)
28.11.2020 - 07.01.2021 (990)
08.01.2021 - 15.02.2021 (1000)
16.02.2021 - 31.03.2021 (1000)
01.04.2021 - 12.05.2021 (1000)
13.05.2021 - 14.06.2021 (990)
15.06.2021 - 26.07.2021 (980)
27.07.2021 - 31.08.2021 (990)
01.09.2021 - 07.10.2021 (1000)
08.09.2021 - 07.11.2021 (1000)
08.11.2021 - 10.12.2021 (1000)
11.12.2021 - 24.01.2022 (990)
25.01.2022 - 04.03.2022 (1000)
05.03.2022 - 10.04.2022 (990)
11.04.2022 - 17.05.2022 (1000)
18.05.2022 - 23.06.2022 (980)
24.06.2022 - 31.07.2022 (990)
01.08.2022 - 13.09.2022 (990)
14.09.2022 - 21.10.2022 (990)
22.10.2022 - 29.11.2022 (1000)
30.11.2022 - 22.01.2023 (1000)
23.01.2023 - 02.03.2023 (990)
03.03.2023 - 21.04.2023 (1000)
22.04.2023 - 13.06.2023 (990)
14.06.2023 - 02.08.2023 (1000)
03.08.2023 - 21.09.2023 (1000)
22.09.2023 - 06.11.2023 (990)
07.11.2023 - 24.12.2023 (990)
25.12.2023 - 18.02.2024 (1000)
19.02.2024 - 05.04.2024 (990)
06.04.2024 - 25.05.2024 (1000)
26.05.2024 - 26.07.2024 (1000)
26.07.2024 - 25.08.2024 (990)
26.08.2024 - 28.09.2024 (980)
29.09.2024 - 01.11.2024 (1000)
02.11.2024 - 02.12.2024 (980)
03.12.2024 - 08.01.2025 (990)
09.01.2025 - 09.02.2025 (1000)
10.02.2025 - 20.03.2025 (1000)
21.03.2025 - 03.05.2025 (990)
04.05.2025 - ...
Статьи
Статьи: раздел 1 (1024)
Статьи: раздел 2 (1006)
Статьи: раздел 3 (1000)
Статьи: раздел 4 (1044)
Статьи: раздел 5 (1001)
Статьи: раздел 6 (1000)
Статьи: раздел 7 (1000)
Статьи: раздел 8 (1013)
Статьи: раздел 9 (1000)
Статьи: раздел 10 (1000)
Статьи: раздел 11 (329)
Статьи: раздел 12 (1000)
Статьи: раздел 13 (730)
Лента новостей

Британская Зона 51 хранит секреты инопланетян

Восьмиконечный НЛО был ангелом с крыльями

ИИ-помощник устроил настоящий кошмар

История Вселенной может быть переписана

Кракены эпохи динозавров

Мифы о полой Земле и нацистских НЛО

НЛО на Луне поддаются объяснению

НЛО нацелены на ядерные объекты

НЛО призваны раскрыть наши скрытые силы

Обнаружены минимум четыре инопланетных вида

От богомолов до рептилоидов

Пришельцы на крыше школы в Анлаби

Психоз, вызванный ИИ

Раскрыты секретные файлы Базза Олдрина об НЛО

Сын президента Байдена высказался о НЛО

Тайна скрытого храма под Сфинксом

Трамп публикует загадочные изображения

Тысячи подводных НЛО роятся вдоль побережья США

Ужасающие послания из космоса

Файлы об НЛО являются спусковым механизмом

Австрийский космонавт хотел бы увидеть инопланетян

Военным известно о четырех видах инопланетян

Документы об НЛО опубликованы в сети

Загадочный НЛО замечен над Ормузским проливом

Инопланетяне в земном обличье

Инопланетяне совершенней нас

Конгрессмен требует от частного подрядчика записи НЛО

Летчик раскрыл тайну рассекреченных файлов США об НЛО

Маск, очевидно, мы живем в симуляции

Новые механизмы торможения миграции планет

Обама отвергает теории заговора об НЛО

Полная история Кыштымского карлика Алешеньки

Правда об НЛО над Донкастером

Самые громкие сенсации из архивов ФБР по НЛО

Странные наблюдения в небе Джорджии

Странные наблюдения в небе Мэриленда

США обнаружили останки различных инопланетных видов

Телеканал пригласил уролога вместо уфолога

Христианские лидеры призывают к осторожности

Я остановилась в отеле из фильма Сияние

Аппараты ультразвуковой терапии помогают спортсменам быстрее восстанавливаться после интенсивных нагрузок

Астронавты напуганы таинственными НЛО

Бигфут пробирается через лес, оставляя свидетелей в ужасе

Великая пирамида Египта - планетарный маяк

Военный видел мифического зверя в Огайо

Восемь леденящих душу видеозаписей об НЛО

Встреча криптозоолога с девятифутовыми чудовищами

Данные Трампа о неопознанных аномальных явлениях

Женщину поцарапал демонический дух ребенка

Загадочные яркие огни и шары

Инопланетяне считают нас низшей формой жизни

Информация об НЛО от частного подрядчика

Конгресс заблокировал доступ к НЛО

Конспирологи не довольны данными об НЛО

Наблюдения НЛО вызвали череду загадочных смертей

Найдены отпечатки огромных лап бигфута

Новый фильм об НЛО вызвал бурную реакцию

Отец пропавшей ученой обвиняет ЦРУ

Очевидец видел инопланетян в скафандрах

Пасторы показали изображения полупрозрачных существ

Проповедникам рекомендовано подготовиться к НЛО

Разбитая машина пропавшего ученого

Ромбовидный НЛО был снят американскими военными

Самые громкие сенсации в файлах ФБР об НЛО

Сообщения о наблюдениях инопланетян вызывают сомнения

Тайная правительственная группа скрывала правду

У живого Нострадамуса есть предсказание

У нацистов была секретная программа создания НЛО

Ужасающие предсказания Нострадамуса на 2026 год

ФБР расследует случаи смерти и исчезновения ученых

ЦРУ пытало подопытных в рамках программы контроля сознания

Абсолютные доказательства существования инопланетян

Биоразнообразие и связь со снежным человеком

Британский советник предлагает создать комитет по НЛО

Версии вас из параллельных миров управляют вашей жизнью

Видео Пентагона с НЛО выглядят ужасно

Две пугающие новые реальности для США

Единая теория всего на свете

Ежегодный уфо-фестиваль в Макминнвилле

Есть ли там кто-нибудь

Информация о наблюдении НЛО в Абилине

Когда наступит конец Вселенной

Мой инопланетный ужас на ранчо Зона 51

НЛО могут быть падшими ангелами, а не инопланетянами

Опасения по поводу безопасности аэропортов из-за НЛО

Опасения политика по поводу НЛО

Открытие экзопланет меняет представления о космосе

Охотящийся на оленей бигфут замечен в Луизиане

Потрясающая фотография прозрачного инопланетянина

Пугающее послание инопланетян человечеству

Сверхсекретный самолет был замечен вблизи Зоны 51

Секретная операция ЦРУ по поиску НЛО

Спусковой крючок для пробуждения человечества

Странные наблюдения в небе Вирджинии

Странные наблюдения в небе Коннектикута

Странные наблюдения в небе Массачусетса

Тайная программа по распылению химикатов над США

Тысячи таинственных подводных НЛО у берегов США

Шпион-экстрасенс ЦРУ сделал предупреждение

Экс-баскетболист раскритиковал публикацию файлов об НЛО

Элиты исследовали дистанционное управление человеком

Археологи сделали настоящее открытие в Петре

Есть ли в архиве НЛО сенсация

Зеленые человечки и другие дела

Инопланетян нужно искать по химическому рисунку

Легендарное сокровище на Оук-Айленд

НЛО могут изменить сознание человечества

Певец предложил показать миру инопланетянина

Пилот выносит вердикт по поводу наблюдений НЛО

Пустыню обыскали в поисках древних линий Наска

Сверхлюди - это мы из будущего

Странное зрелище, которые видели астронавты

Странный объект над Казахстаном

США неспособны скрыть даже НЛО

США отыграло сценарий ядерного взрыва на орбите

Украинский военный дрон снял видео с НЛО

Файлы об НЛО не дают ответов, но что-то происходит

ФБР описало возможных пилотов НЛО

Чиновник поделился фантастическими кадрами НЛО

Что жду инопланетяне

Что на самом деле содержится в секретных материалах

Базирующееся в Оклахоме уфо-бюро

Венера - погибшая копия Земли

Видеозаписи, которые правительство не хочет показывать

Восьмиконечный корабль - библейский Ангел

До 60 % паролей взламываются менее чем за час

Живая сфера преследовала людей на озере

Кампания прозрачности Трампа

Кому понадобилось убирать элитных ученых

Конспирология выглядит более распространенной

Наш мозг не пустой при рождении

Полет вертолета с подозрительным шаром

Политтехнолог утверждает, что НЛО - попытка отвлечения

Стивен Кинг высказался о файлах про НЛО

Файлы об НЛО, опубликованные правительством США

Файлы Пентагона могут раскрыть секретные технологии

Фестиваль НЛО в Макминнвилле

Фотограф снял спрайт-медузу

Что содержится в новых американских файлах об НЛО

Ядерное оружие использовали для привлечения НЛО

Япония анализирует серию файлов об НЛО

Веб-сайт Пентагона об НЛО бьёт рекорды

Встречи с НЛО настораживают пилотов

За активностью НЛО стоят демонические силы

Загадочные наблюдения на Ближнем Востоке

Информация о наблюдении НЛО в Абилине

Лос-Анджелес - официальная точка притяжения НЛО

От летающих дисков до светящихся шаров

Пилот выносит вердикт по поводу наблюдений НЛО

Подросток создал мифический 'Луч смерти' Архимеда

Правительственные файлы об НЛО

Публикация файлов об НЛО - важный первый шаг

Пять самых громких разоблачений из файлов об НЛО

Размышления уфолога Филипа Мантла о НЛО

Следующая утечка файлов об НЛО будет скоро

Ученые изменили фундаментальный код жизни

Файлы об НЛО за период с 1942 по 2025 год

Файлы об НЛО, которые относятся к миссиям Аполлон

Черное хранилище запускает архив релизов файлов НЛО

Что делает сны такими странными

Что мы нашли в материалах Трампа про НЛО

Виртуальная мода Тейвата. Путешествие в мир персонажей и обновлений

Базз Олдрин заметил яркий свет вблизи Луны

В чем секрет восьмиконечного НЛО

Данные Трампа на НЛО разочаруют

Досье Трампа по НЛО - это победа прозрачности

Невиданные ранее файлы об НЛО

Онлайн-подборка файлов об НЛО

Отчет о наблюдении НЛО над Казахстаном

Пентагон публикует файлы об НЛО

Появляется все больше засекреченных файлов

Правительственные документы, чего и следовало ожидать

Правительство США все еще скрывает от нас информацию

Промышленный комплекс по НЛО

Связь Трампа с другой крупной бандой

Таинственные изображения НЛО

Трамп все еще скрывает ключевую информацию

Уфолог воодушевлен первым выпуском файлов о НЛО

Файлы об НЛО, связанные с библейскими откровениями

ФБР вызывает бурю негодования из-за инопланетян

Фото аномалий во время полетов Аполлонов

Фотографии Аполлона в досье Трампа об НЛО

Внутри файлов об НЛО, опубликованных Пентагоном

Восьмиконечная звезда, совершающая странные движения

Десятки файлов рассказывают о внеземной жизни

Документы свидетельствуют о наблюдениях НЛО

Наверх
Яндекс.Метрика