Fizičari Su Možda Našli Način Da "Razdvoje" Informacije Zarobljene U Crnoj Rupi

{h1}

Eksperiment s kvantnim računalima mogao bi vam pomoći otkriti što se nalazi u srcu crne rupe - i zaobići dugogodišnji paradoks oko kozmičkih objekata.

ilustracija crne rupe

Crne rupe su gravitaciona čudovišta, koja istiskuju plin i prašinu do mikroskopske točke poput velikih kozmičkih kompaktora smeća. Moderna fizika naređuje da se, nakon konzumiranja, informacije o ovoj materiji zauvijek izgube u svemiru. No, novi eksperiment sugerira da bi mogao postojati način korištenja kvantne mehanike da bi se stekao uvid u unutrašnjost crne rupe.

"U kvantnoj fizici informacije se nikako ne mogu izgubiti", izjavio je za WordsSideKick.com Kevin Landsman, student postdiplomskog studija Zajedničkog kvantnog instituta (JQI) na Sveučilištu Maryland u College Parku. "Umjesto toga, informacije se mogu sakriti ili šifrirati" među subatomskim, neraskidivo povezanim česticama.

Landsman i njegovi koautori pokazali su da mogu izmjeriti kada će se i koliko brzo informacije ugurati unutar pojednostavljenog modela crne rupe, pružajući potencijalni zavir u inače neprobojne cjeline. Otkrića, koja se danas (6. ožujka) pojavljuju u časopisu Nature, također bi mogla pomoći u razvoju kvantnih računala. [Najudaljenije ideje Stephena Hawkinga o crnim rupama]

Crne rupe beskonačno su guste, beskonačno sitni predmeti formirani od kolapsa divovske, mrtve zvijezde koja je otišla u supernovu. Zbog svog ogromnog gravitacijskog povlačenja usisavaju se u okolni materijal koji nestaje iza onoga što je poznato kao njihov horizont događaja - točke prošlosti iz koje ništa, uključujući svjetlost, ne može pobjeći.

U 1970-im godinama poznati teorijski fizičar Stephen Hawking dokazao je da se crne rupe mogu smanjiti tijekom njihovog životnog vijeka. Prema zakonima kvantne mehanike - pravilima koja diktiraju ponašanje subatomskih čestica na sitnim mjerilima - parovi čestica spontano nastaju neposredno izvan horizonta događaja crne rupe. Jedna od tih čestica tada pada u crnu rupu, dok se druga tjera prema van, kradući sićušni smidgeon energije u procesu. Tijekom ekstremno dugog vremenskog raspona, troši se dovoljno energije da će crna rupa ispariti, proces poznat kao Hawkingovo zračenje, kako je ranije objavila WordsSideKick.com.

Ali postoji zagonetka koja se skriva u beskonačno gustom srcu crne rupe. Kvantna mehanika kaže da se podaci o čestici - njezinoj masi, zamahu, temperaturi itd. - nikada ne mogu uništiti. Pravila relativnosti istodobno navode da se čestica koja je zumirala pokraj horizonta crne rupe spojila s beskonačno gustom drobljenjem u središtu crne rupe, što znači da nikakve informacije o njoj više nikada ne mogu biti vraćene. Pokušaji da se riješe ovi nespojivi fizički zahtjevi do danas nisu bili uspješni; teoretičari koji su radili na problemu dilemu nazivaju paradoks informacija crne rupe.

U svom novom eksperimentu, Landsman i njegove kolege pokazali su kako da se donekle olakša ovo pitanje pomoću čestice koja leti prema van u zračenju para Hawkinga. Budući da je zapleten sa svojim padalim partnerom, što znači da je njegovo stanje neraskidivo povezano sa stanjem partnera, mjerenje svojstava jednog može pružiti važne detalje o drugom.

"Može se oporaviti informacija bačena u crnu rupu tako što se napravi ogroman kvantni proračun ovih odlazećih [čestica]", kaže u izjavi Norman Yao, fizičar sa Sveučilišta u Kaliforniji, Berkeley i član tima.

Čestice u crnoj rupi sve su svoje podatke kvantno mehanički "izmamile". Odnosno, njihovi se podaci kaotično miješaju na način koji bi onemogućio ikad istjerivanje. No, zapletena čestica koja se u ovom sustavu zbrka može potencijalno proslijediti informacije svom partneru.

To učiniti za crnu rupu u stvarnom svijetu beznadno je komplicirano (a osim toga, u crne rupe je teško doći u laboratorijima fizike). Tako je grupa stvorila kvantno računalo koje je izvodilo proračune koristeći isprepletene kvantne bite, ili qubite - osnovnu jedinicu informacija koja se koristi u kvantnom računanju. Zatim su postavili jednostavan model koristeći tri atomska jezgra elementa Ytterbium, koja su bila sva isprepletena jedno s drugim.

Pomoću drugog vanjskog kubita, fizičari su bili u stanju odrediti kada se čestice u sustavu s tri čestice mogu usitniti i mogu izmjeriti koliko su postale kodirane. Još važnije, njihova su izračunavanja pokazala da su se čestice posebno miješale s drugim česticama u okruženju, rekao je za WordsSideKick.com Raphael Bousso, teoretski fizičar iz UC Berkeleyja koji nije bio uključen u rad.

"To je prekrasno ostvarenje", dodao je. "Ispada da je razlikovanje toga što se od ovih stvari zapravo događa vašem kvantnom sustavu vrlo težak problem."

Rezultati pokazuju kako studije crnih rupa vode eksperimentima koji mogu ispitati male suptilnosti u kvantnoj mehanici, rekao je Bousso, što bi moglo biti od pomoći u razvoju budućih mehanizama za kvantno računanje.

  • 18 najvećih nerazriješenih misterija u fizici
  • Što je to? Na vaša pitanja iz fizike odgovoreno
  • 18 puta Kvantne čestice puše naš um

Izvorno objavljeno na Znanost uživo.


Video Dodatak: .




Istraživanje


Objavljen Test Test Za Ultra Brzi 'Hyperloop' Tranzitni Sustav
Objavljen Test Test Za Ultra Brzi 'Hyperloop' Tranzitni Sustav

Budući Roboti Će Se Izvoditi Poput Žohara
Budući Roboti Će Se Izvoditi Poput Žohara

Znanost Vijesti


Ugljični Otisak Vina
Ugljični Otisak Vina

Što Čini Psihopata? Odgovori Ostaju Neuhvatljivi
Što Čini Psihopata? Odgovori Ostaju Neuhvatljivi

Iznenađujuće Istine O Voću I Povrću
Iznenađujuće Istine O Voću I Povrću

Kako Vas Vaš Unutarnji Sportaš Čini Pametnijim
Kako Vas Vaš Unutarnji Sportaš Čini Pametnijim

Tropski Ciklon U Spotu S Otocima Indijskog Oceana
Tropski Ciklon U Spotu S Otocima Indijskog Oceana


HR.WordsSideKick.com
Sva Prava Pridržana!
Umnožavanje Bilo Koje Materijale Dozvoljen Samo Prostanovkoy Aktivni Link Na Stranicu HR.WordsSideKick.com

© 2005–2020 HR.WordsSideKick.com