แนวคิดของ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" เป็นสิ่งล่อใจ - ซึ่งเราสามารถอธิบายทุกอย่างได้ แต่ตอนนี้ทีมวิจัยนำโดยนักวิทยาศาสตร์จากวิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอนค้นพบโดยไม่คาดคิดว่าทฤษฎีสตริงนั้นก็ดูเหมือนจะทำนายพฤติกรรมของอนุภาคควอนตัมที่ยุ่งเหยิง เนื่องจากการทำนายนี้สามารถทดสอบได้ในห้องปฏิบัติการนักวิจัยกล่าวว่าพวกเขาสามารถทดสอบทฤษฎีสตริงได้แล้ว
“ หากการทดลองพิสูจน์ว่าการคาดการณ์ของเราเกี่ยวกับการพัวพันของควอนตัมนั้นถูกต้องสิ่งนี้จะแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสตริง“ ทำงาน” เพื่อทำนายพฤติกรรมของระบบควอนตัมที่พันกันยุ่งเหยิง” ศาสตราจารย์ไมค์ดัฟฟ์
ทฤษฎีสตริงได้รับการพัฒนาเพื่ออธิบายอนุภาคพื้นฐานและแรงที่ประกอบขึ้นเป็นเอกภพของเราและเป็นนักสู้ที่ชื่นชอบในหมู่นักฟิสิกส์เพื่อให้เราสามารถคืนดีสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับฟิสิกส์อนุภาคขนาดเล็กอย่างไม่น่าเชื่อด้วยความเข้าใจของเราจาก การศึกษาจักรวาลวิทยาของเรา การใช้ทฤษฎีเพื่อทำนายว่าอนุภาคควอนตัมที่มีพฤติกรรมยุ่งกันนั้นให้โอกาสครั้งแรกในการทดสอบทฤษฎีสตริงโดยการทดสอบ
แต่อย่างน้อยในตอนนี้นักวิทยาศาสตร์จะไม่สามารถยืนยันได้ว่าทฤษฎีสตริงนั้นเป็นวิธีการอธิบายสิ่งที่เป็นจริงเพียงแค่ถ้ามันใช้งานได้จริง
“ สิ่งนี้จะไม่สามารถพิสูจน์ได้ว่าทฤษฎีสตริงเป็น“ ทฤษฎีของทุกสิ่ง” ที่ถูกต้องโดยนักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์อนุภาค” ดัฟฟ์กล่าว “ อย่างไรก็ตามมันเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับนักทฤษฎีเพราะมันจะแสดงให้เห็นว่าทฤษฎีสตริงทำงานได้จริงหรือไม่แม้ว่าการประยุกต์ใช้มันจะอยู่ในพื้นที่ฟิสิกส์ที่ไม่คาดคิดและไม่เกี่ยวข้อง”
ทฤษฎีสตริงเป็นทฤษฎีของแรงโน้มถ่วงส่วนขยายของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและการตีความคลาสสิกของสตริงและ branes คือพวกเขามีการสั่นสะเทือนเชิงกลควอนตัมขยายหลุมดำที่มีประจุเพิ่มทฤษฎีที่ตั้งสมมติฐานว่าอิเล็กตรอนและควาร์กภายในอะตอม วัตถุมิติ แต่เป็นสตริง 1 มิติ สตริงเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่และสั่นสะเทือนทำให้อนุภาคที่สังเกตเห็นได้มีรสชาติประจุและมวล สตริงทำลูปปิดเว้นแต่ว่าพวกเขาพบพื้นผิวที่เรียกว่า D-branes ที่พวกเขาสามารถเปิดขึ้นเป็นเส้น 1 มิติ จุดสิ้นสุดของสตริงไม่สามารถแยก D-brane ได้ แต่สามารถเลื่อนไปรอบ ๆ ได้
ดัฟฟ์บอกว่าเขากำลังนั่งอยู่ในการประชุมที่รัฐแทสเมเนียที่ซึ่งเพื่อนร่วมงานกำลังนำเสนอสูตรทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายความยุ่งเหยิงควอนตัมเมื่อเขารู้อะไรบางอย่าง “ ทันใดนั้นฉันก็จำสูตรของเขาได้คล้ายกับบางอย่างที่ฉันพัฒนาเมื่อไม่กี่ปีก่อนขณะที่ใช้ทฤษฎีสตริงเพื่ออธิบายหลุมดำ เมื่อฉันกลับไปที่สหราชอาณาจักรฉันตรวจสอบสมุดบันทึกของฉันและยืนยันว่าคณิตศาสตร์จากส่วนต่าง ๆ เหล่านี้เหมือนกันจริงๆ”
ดัฟฟ์และเพื่อนร่วมงานของเขาตระหนักว่าคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของรูปแบบของความยุ่งเหยิงระหว่างสาม qubits คล้ายกับคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ในทฤษฎีสตริงของชั้นหลุมดำโดยเฉพาะ ดังนั้นโดยการรวมความรู้ของพวกเขาเกี่ยวกับปรากฏการณ์แปลกประหลาดสองอย่างในจักรวาลหลุมดำและการพัวพันของควอนตัมพวกเขาตระหนักว่าพวกเขาสามารถใช้ทฤษฎีสตริงเพื่อสร้างการทำนายที่สามารถทดสอบได้ ใช้คณิตศาสตร์ทฤษฎีสตริงที่อธิบายหลุมดำพวกเขาทำนายรูปแบบของความยุ่งเหยิงที่จะเกิดขึ้นเมื่อสี่ qubits ถูกพันกัน (คำตอบสำหรับปัญหานี้ยังไม่ได้คำนวณมาก่อน) แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะทำได้ในทางเทคนิครูปแบบของการพัวพันระหว่างสี่ qubits พันกันสามารถวัดได้ในห้องปฏิบัติการและความแม่นยำของการทำนายนี้ทดสอบ
การค้นพบว่าทฤษฎีสตริงดูเหมือนว่าจะทำนายเกี่ยวกับความยุ่งเหยิงของควอนตัมเป็นสิ่งที่คาดไม่ถึง แต่เนื่องจากการวัดความยุ่งเหยิงของควอนตัมสามารถวัดได้ในห้องแล็บจึงหมายความว่ามีวิธี - ในที่สุด - นักวิจัยสามารถทดสอบ
แต่ดัฟฟ์กล่าวว่าไม่มีการเชื่อมโยงที่ชัดเจนเพื่ออธิบายว่าทำไมทฤษฎีที่พัฒนาขึ้นเพื่ออธิบายการทำงานพื้นฐานของจักรวาลของเรามีประโยชน์ในการทำนายพฤติกรรมของระบบควอนตัมที่ยุ่งเหยิง “ สิ่งนี้อาจบอกเราบางสิ่งที่ลึกมากเกี่ยวกับโลกที่เราอาศัยอยู่หรืออาจจะไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่แปลกประหลาด” Duff กล่าว “ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดก็มีประโยชน์”
ที่มา: วิทยาลัยอิมพีเรียลลอนดอน
