唧唧堂名校科研介绍2014-09-03 5:51 PM

“量子振动”揭示了我们是否生活在全息图中

在被称为“Holometer”(测高器)的新实验中,科学家们正试图解答一些看似奇怪的问题,例如我们是否生活在一个全息图中。 

就像电视节目中的角色不会知道身处看似3D的世界实际只存在于2D屏幕中一样,我们可能对3D空间只是一种错觉这一概念也一无所知。宇宙中一切事物的信息实际上可以被编码在二维的微小数据包中。如果靠电视屏幕足够近你就能看到像素,即一些数据小点,退后再看的话就会发现他们构成了无缝图像。 

科学家认为宇宙信息可以以相同方式来储存,空间的自然“像素大小”大概是原子大小的10兆兆分之一,物理学家称这种距离为普朗克尺度。粒子天体Fermi国家加速器中心主任兼全息噪声理论开发者Craig Hogan表示,研究想要确认时空是否和物质一样,是一个量子系统。如果我们能尝试看到些什么,它将会彻底改变我们数千年来对空间概念的想法。

量子理论认为我们无法同时得知亚原子粒子的准确位置和速度。如果空间是由包含有关物体精确位置的有限信息的二维字节构成的话,那么该空间本身遵循不确定性的相同理论。物质(例如量子波)即使冷却到绝对零度仍会持续抖动,和物质抖动方式相同,这一数字化空间即使在处于最低能态下也应具有其固有振动。实质上该实验探讨了宇宙存储信息能力的极限。如果有一组数字字节告诉你某物的位置,最终将变得无法找到有关该位置的更具体信息,甚至从理论上来说也一样。 

测量“抖动”

测试这些极限的仪器即是Fermilab’s Holometer,,或称为全息干涉仪,这是被发明用来测量空间本身的量子抖动的有史以来最敏感的设备。 

在全功率运转状态下,Holometer使用一对彼此十分靠近的干涉仪。每个干涉仪均在分束器上发射出1千瓦激光束(即相当于20万激光笔)并朝下射出垂直40米长的两臂。激光随后被反射回分束器,两束光束也在此重新结合,如果有运动存在就会形成亮度的波动。研究人员分析了这些回光的波动来检查是否分束器正在以某种方式运动,即随空间抖动而抖动。

“全息噪音”被预测会在所有频率中体现,但科学家们面临的挑战并非是被其他振动来源迷惑。该Holometer用来测试极高的频率(每秒数百万个周期),频率之高以至于正常物质的运动基本不可能引起问题。相反地,占主导地位的由附近电子发射的无线电波造成的背景噪声更频繁。该Holometer实验目标于辨认并消除这种源自传统能源的噪音。Holometer首席科学家和项目经理兼Fermi实验室物理学家Aaron Chou表示,如果我们发现某种无法剔除的噪声,那么就会检测到某些自然基本的东西,即空间固有噪声。

对物理学而言这是一个激动人心的时刻。所得的积极实验结果将开启探索空间如何运作的新途径。

该Holometer研究小组由21名来自Fermi实验室,MIT,芝加哥大学和密歇根大学的科学家和学生组成。该Holometer实验受到美国能源和其他部门的资助,预计将在未来一年收集相关实验数据。

英文报道:
‘QUANTUM JITTER’ TO REVEAL IF WE LIVE IN A HOLOGRAM
http://www.jijitang.com/note/5912

无论文原文。

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