2014.01.06. 07:13

Vége a téridőnek, itt az amplituhedron

A normális emberek számára teljesen érthetetlen kvantumfizikában most már szinte minden év hoz valamilyen áttörésjellegű felfedezést; a hazai tudományrovatok pedig most már menetrendszerűen lemaradnak róluk.

Így jártunk például a 2010-11-ben berobbanó kvantumbiológiával - olvassuk el a Nature vagy a BBC elég komoly cikkét róla, majd keressünk rá magyarul, és olyan találatokat fogunk csak kapni, mint teremtotudat.hu, vilagvege2012.hu, katasztrofa.com. Sehol az Index, sehol az Origo.

És ez lett a sorsa annak a 2013 őszén bemutatott, túlzások nélkül is lélegzetállítónak nevezhető konstrukciónak, amiről a világsajtó népszerű és kevésbé népszerű tudományfelületei elég nagy terjedelemben cikkeztek, a Time magazin pedig beválasztotta az év 25 legfontosabb felfedezése közé. A csodálatos amplituhedronra - aminek már saját Facebook-oldala is van, lehet lájkolni - a Google sajnos egyetlen magyar nyelvű találatot sem ad, ezen a tarthatatlan állapoton fogok most segíti.

A dolog a természet legalapvetőbb jelenségével, az elemi részecskék ütközésével és az azt követő történésekkel foglalkozik. Természetesen nem voltunk eszköztelenek eddig sem a területen: a Nobel-díjas Feynman professzor módszerét használja a világ erre a feladatra. Feynman óriási elme volt (1988-ban hunyt el), már az első atombombát létrehozó csapatban is tevékenykedett, önéletrajzi könyve szerint pedig leginkább sztriptízbárok mélyén tudott annyira elmélyülni, hogy komoly és folyamatos munkát végezzen; a pornografikus környezetben összerakott számítási módszere azonban elképesztően komplikált volt, és óriási számítógépteljesítmény kell ahhoz, hogy tűrhető eredményt produkáljon.

amplutihedron.jpgMost viszont, úgy tűnik, jobbat talált nekünk egy Princetonban dolgozó fizikuscsapat, amelyet az 1972-es születésű Nima Arkani-Hamed és Jaroslav Trnka vezet. Az elmélet kulcsa egy különös, négydimenziós geometriai alakzat, amely három dimenzióba levetítve eléggé hasonlít egy ékkőre: ezt nevezték el amplituhedronnak (a képet sajnos lopnom kellett Natalie Wolchover cikkéből, bocsánat). Ezt az alakzatot dobták be a jelenséget leíró matematikai apparátusba, vele ábrázolják a valószínűségek eloszlását, amitől az egész műveletsor hirtelen elképesztő mértékben leegyszerűsödött: végrehajtandó számítógép-utasítások milliárdjai helyett elég egy A4-es papír, egy toll és néhány alapművelet a részecskeütközés következményeinek kiszámítására.

Minden borul

Ez volt a jó hír, de van egy sokak számára kevésbé kellemes következménye a sztorinak: a számítás a részecskék tér- és időkoordinátáira teljesen érzéketlen, ilyen paraméterek nem játszanak szerepet benne - holott ezek természetesen az eddigi módszer alapvető elemei voltak, nem is gondoltuk, hogy lehetne másként. Az új eredmény így erősen rádolgozik azokra az ezoterikus gondolatokra, melyek szerint a téridő csupán illúzió, satöbbi. Örülnek majd a csillogós-színes borítójú könyvek kiadói.

(A kvantumfizika egy másik nagy, de egyáltalán nem új felfedezése, az összekapcsolt részecskepár is hasonlót jelzett előre: nagyon úgy tűnik, hogy van körülöttünk egy csomó olyan anyagdarabka, amelyek egyszerre két helyen vannak jelen. Vagy nem, de akkor a fénysebességnél minimum tízezerszer gyorsabban kell kommunikálniuk egymással a pár tagjainak.)

Egy másik, hasonlóan kellemetlen meglepetése-következménye az új formulának, hogy az úgynevezett unitaritásnak is annyi: az derült ki, hogy a részecskevilágban az egymást kiegészítő vagy-vagy események valószínűségének nem feltétlenül 1 az összege.

Ott tartunk tehát, hogy a világ - de legalábbis a részecskéké - lehet, hogy, esetleg mégsem olyan bonyolult szerkezet, mint amilyennek az utóbbi évtizedek eredményeiből gondolni lehetett, és a dolgok mögötti rejtett logika egészen egyszerű és felfogható. Csakhogy ez a logika alapvetően más, mint amit a hétköznapokban megszoktunk; bár ez nem újdonság a kvantumfizika területén, ami amúgyis zsúfolásig tele meghökkentő élményekkel, például a fent említett összekapcsolódás, vagy a már szintén jó régi kétrés-kísérlet, ahol egészen egyszerű eszközökkel bebizonyosodott, hogy egy művelet eredménye attól is függhet, éppen ránézünk-e. (Viszlát, objektív valóság.)

Tovább is van

A most kidolgozott új eszközzel már nem kisebb az aspiráció, mint újból, új irányból nekiveselkedni az évszázados álomnak, és megalkotni az Egyesített Elméletet, vagy a Mindent Egyesítő Elméletet, amely vagy amelyek egyetlen formulában írnák le a világ összes fontos részecske-kölcsönhatását. Utóbbi a gravitációt is tartalmazná, ez azonban egyelőre álom - ha a többit (az elektromos- és a magkölcsönhatásokat) be sikerülne söpörni egy egyenletbe, már azzal is sokkal előrébb lennénk.

A gravitáció jelensége azonban egyelőre keményen ellenáll a kvantumfizikának - mintha egy másik világban történne -, de Arkani-Hamedék optimisták, és most már direkt ebbe az irányba nyomulnak, ezt akarják megfejteni - talán éppen egy újabb furcsa geometriai alakzat fog ebben segíteni.

19 komment · 1 trackback

süti beállítások módosítása