“Fluctuaţia cuantică” va arăta dacă trăim într-o hologramă

Într-un experiment numit “Holometrul”, oamenii de ştiinţă încearcă să răspundă la câteva întrebări mai ciudate, inclusiv aceea dacă noi trăim sau nu într-o hologramă.

La fel ca personajele de la televizor care nu ştiu că lumea lor 3D poate exista pe un ecran 2D, noi nu ştim dacă lumea noastră 3D este doar o iluzie. Informaţia despre orice din universul nostru ar putea fi codată în pachete mici în două dimensiuni.

Apropie-te suficient de mult de ecranul TV-ului şi vei vedea pixeli, mici puncte de date ce pot crea o imagine dacă te îndepărtezi destul.

Oamenii de ştiinţă cred că informaţia universului poate fi stocată într-un mod asemănător şi că “mărimea naturală a pixelului” este în jurul a 10 trilioane de trilioane mai mică decât un atom, o distanţă ce este cunoscută de fizicieni ca scala Plank.

“Vrem să ştim dacă spaţiu-timpul este un sistem cuantic precum materia”, afirmă Craig Hogan, directorul Centrului Naţional de Accelerare a Particulelor Astrofizice Fermi şi dezvoltator al teoriei sunetului holografic.

“Dacă vom vedea ceva, va schimba complet ideile despre spaţiu pe care le-am avut de mii de ani”.

Teoria cuantică sugerează că este imposibil să ştim cu exactitate viteza şi locaţia particulelor subatomice. Dacă spaţiul este în format 2D şi conţine informaţie limitată despre locaţia precisă a obiectelor, atunci spaţiul se va conforma acestei teorii a nesiguranţei.”

La fel cum materia continuă să fluctueze, ca şi undele cuantice, chiar când este răcit până la zero absolut, spaţiul matriceal ar trebui să vibreze până la cea mai mică particulă a sa.

În esenţă, experimentul testează capacitatea universului de a stoca informaţii. Dacă există un anumit număr de biţi care îţi permite să localizezi ceva, până la urmă devine imposibil să găseşti o informaţie specifică despre locaţie – chiar şi în principiu.

Măsurând Fluctuaţia

Instrumentul ce testează aceste limite este Holometrul Fermilab, sau interferometrul holografic, cel mai sensibil instrument creat vreodată pentru a măsura fluctuaţia cuantică a spaţiului.

Funcţionând acum la capacitate maximă, holometrul foloseşte o pereche de interferometre plasate aproape unul de celălalt. Fiecare dintre ele trimite o rază laser de un kilowat, echivalentul a 200.000 de lasere, către un dispozitiv ce descompune raza, iar apoi în jos către două braţe perpendiculare de 40 de m.

Lumina este apoi reflectată înapoi către dispozitiv unde cele două braţe se recombină, creând fluctuaţii ale luminozităţii dacă există mişcare. Cercetătorii analizează aceste fluctuaţii ale luminii ce se reflectă înapoi pentru a vedea dacă dispozitivul ce desparte raza luminoasă se mişcă într-o anumită direcţie – dacă este mişcat pe direcţia fluctuaţiei spaţiului.

Este de aşteptat ca “zgomotul holografic” să fie prezent în toate frecvenţele, dar provocarea oamenilor de ştiinţă este să nu fie păcăliţi de către alte surse de vibraţie. Holometrul testează o frecvenţă atât de mare – milioane de cicluri pe secundă – încât este probabil ca mişcarea materiei normale să nu cauzeze probleme.

Mai degrabă, zgomotul de fond dominant se datorează mai ales undelor radio emise de către dispozitivele electronice din apropiere. Experimentul cu holometrul are ca scop identificarea şi eliminarea sunetului provenit din astfel de surse.

“Dacă identificăm un sunet pe care nu putem să-l eliminăm, înseamnă că este probabil faptul că am identificat ceva fundamental despre natură – un sunet ce este intrinsec spaţiu-timpului”, a afirmat fizicianul de la Fermilab, Aaron Chou, coordonator ştiinţific principal şi manager al proiectului cu holometrul.

“Este un moment palpitant pentru fizică. Un rezultat pozitiv va deschide o nouă serie de întrebări despre modalitatea funcţionării spaţiului.”

Echipa proiectului cuprinde 21 de oameni de ştiinţă şi studenţi de la Institutul Tehnologic Fermilab din Massachusetts, Universitatea din Chicago şi Universitatea din Michigan.

Experimentul holometrului, sponsorizat de către Departamentul Energetic al S.U.A. şi de către alte surse, este aşteptat să obţină rezultate anul următor.