குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசை இன்று இயற்பியலின் மிகப்பெரிய மர்மங்களில் ஒன்றாகும். குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசை என்பது குவாண்டம் இயற்பியல் மற்றும் ஈர்ப்பு விசையின் கருத்துகளை ஒன்றிணைப்பதை நோக்கமாகக் கொண்ட கோட்பாடுகளின் தொகுப்பாகும். குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசையின் கையொப்பங்களைக் கண்டறியக்கூடிய ஒரு சிறிய பரிசோதனையை உருவாக்க கோட்பாட்டாளர் கேத்ரின் ஜூரெக் மற்றும் பரிசோதனையாளர் ராணா அதிகாரி ஆகியோர் மற்றவர்களுடன் இணைந்து பணியாற்றி வருகின்றனர்.

ஒரு பகுதியாக குவாண்டம் உலகம் பற்றிய உரையாடல்கள்கால்டெக் சயின்ஸ் எக்ஸ்சேஞ்ச் வழங்கும் வெபினார் தொடர், கோட்பாட்டு இயற்பியல் பேராசிரியர் கேத்ரின் ஜூரெக் மற்றும் இயற்பியல் பேராசிரியர் ராணா அதிகாரி ஆகியோர் இன்று இயற்பியலில் மிகப்பெரிய மர்மங்களில் ஒன்றைப் பற்றி பேசுகிறார்கள்: குவாண்டம் ஈர்ப்பு.

குவாண்டம் ஈர்ப்பு என்பது குவாண்டம் இயற்பியலின் நுண்ணிய உலகத்தை ஈர்ப்பு மற்றும் விண்வெளியின் மேக்ரோஸ்கோபிக் உலகத்துடன் ஒன்றிணைக்க முயற்சிக்கும் கோட்பாடுகளின் தொகுப்பைக் குறிக்கிறது. குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசையின் கையொப்பங்களைக் கண்டறியும் திறன் கொண்ட புதிய டேப்லெட் அளவிலான பரிசோதனையை வடிவமைக்க ஒரு கோட்பாட்டாளரும் அதிகாரியான அதிகாரியும் மற்றவர்களுடன் இணைந்துள்ளனர்.

கால்டெக் அறிவியல் எழுத்தாளர் விட்னி கிளாவினுடனான உரையாடலில், விஞ்ஞானிகள் நுண்ணிய அல்லது குவாண்டம், நிலை, பொருள் மற்றும் ஆற்றல் ஆகியவை தனித்துவமான கூறுகளால் ஆனவை என்று விளக்கினர்; வேறு வார்த்தைகளில் கூறுவதானால், அளவிடப்பட்டது. புவியீர்ப்பு விசையும் அளவிடப்படுகிறது என்று பல விஞ்ஞானிகள் நம்புகிறார்கள்: நீங்கள் இடத்தைப் பெரிதாக்கினால், நீங்கள் தனித்துவமான கூறுகளைப் பார்க்க வேண்டும். இந்த வெபினாரில், குவாண்டம் புவியீர்ப்பு விசையை அளவிடுவது ஏன் மிகவும் கடினமானது மற்றும் அதன் மழுப்பலான கையொப்பங்களைத் தேடுவதற்கு அவர்கள் எவ்வாறு திட்டமிட்டுள்ளனர் என்பதை Zurek மற்றும் Adhikari விவாதிக்கின்றனர்.

உரையாடலின் சிறப்பம்சங்கள் கீழே உள்ளன.

கீழே உள்ள கேள்விகள் மற்றும் பதில்கள் தெளிவு மற்றும் நீளத்திற்காக திருத்தப்பட்டுள்ளன.

குவாண்டம் இயற்பியல் உலகிற்கு எங்களை வழிநடத்துவதன் மூலம் நீங்கள் தொடங்க முடியுமா?

கேத்ரின் ஜூரெக்: சில சமயங்களில் நான் குவாண்டம் உலகத்தைப் பற்றி யோசிப்பேன் புள்ளிவாதம் ஓவியம். தூரத்தில் இருந்து பார்க்கும் போது, ​​நிச்சயமாக, இது ஒரு சாதாரண ஓவியம் போல் தெரிகிறது. ஆனால் நீங்கள் அதை சிறிய மற்றும் சிறிய அளவுகளில் பெரிதாக்கத் தொடங்கும்போது, ​​​​அங்கு அதிக அமைப்பு இருப்பதை நீங்கள் கவனிக்க ஆரம்பிக்கிறீர்கள். மேலும், உண்மையில், அது ஒரு தொடர்ச்சியான பொருளாக இருப்பதைக் காட்டிலும், அது உண்மையில் தனிப்பட்ட புள்ளிகளால் ஆனது என்பதை நீங்கள் கவனிக்க ஆரம்பிக்கிறீர்கள். நீங்கள் மேலும் மேலும் பெரிதாக்கும்போது, ​​​​அந்த ஓவியத்தை உருவாக்கும் தனிப்பட்ட புள்ளிகளான குவாண்டாவை நீங்கள் காணலாம். அதைத்தான் நாம் துகள் இயற்பியலில் செய்கிறோம். நாங்கள் சிறிய மற்றும் சிறிய கட்டமைப்புகள், சிறிய மற்றும் சிறிய அளவுகளில் பெரிதாக்குகிறோம்.

குவாண்டம் ஈர்ப்பு என்றால் என்ன?

KZ: கடந்த நூறு ஆண்டுகளாக நாங்கள் செய்து வருகிறோம், சிறிய மற்றும் சிறிய கட்டமைப்புகளுக்கு நெருக்கமாகவும் நெருக்கமாகவும் பெரிதாக்குவதுதான். இயற்கையின் அடிப்படை சக்திகளைப் பற்றி நாம் நிறைய கற்றுக்கொண்டோம்: மின்காந்தவியல், வலுவான மற்றும் பலவீனமான சக்திகள் போன்றவை. குவாண்டம் இயக்கவியலின் மொழியில் அந்த சக்திகளை நாங்கள் புரிந்துகொள்கிறோம். அந்தப் புதிருக்குப் பொருந்தாத ஒரு பெரிய துண்டு ஈர்ப்பு. புவியீர்ப்பு விசையைப் பற்றி நாம் அறிந்தவற்றின் அடிப்படையில் உண்மையில் ஆச்சரியப்படுவதற்கில்லை. புவியீர்ப்பு விசையின் குவாண்டம் விளைவுகளைப் பார்க்கத் தொடங்க சிறிய மற்றும் சிறிய அளவீடுகளுக்கு நாம் தொடர்ந்து பெரிதாக்க வேண்டும் என்று நாங்கள் எதிர்பார்க்கிறோம்.

ராணா அதிகாரி: நீச்சல் குளத்தில் விஷயங்கள் எவ்வாறு நகர்கின்றன என்பதைப் பற்றி நீங்கள் சிந்திக்கலாம். மேக்ரோஸ்கோபிகல், நாம் ஒரு நீர்நிலையைப் பார்ப்போம், அதன் மேல் அலைகள் இருக்கும். ஆனால் நீர் எவ்வளவு ஒட்டும் தன்மையுடையது அல்லது எவ்வளவு மென்மையானது என்பதை நீங்கள் உண்மையிலேயே அறிய விரும்பினால், நீங்கள் அதை பெரிதாக்கி, தண்ணீரில் என்ன இருக்கிறது என்பதைக் கண்டறிய வேண்டும். அது துகள்களின் குவாண்டம் இயக்கவியலில் இருந்து வருகிறது. ஆனால் மீன்கள் அதைப் பற்றி கவலைப்படுவதில்லை. அவர்கள் சுற்றி நீந்துகிறார்கள், மேலும் அவர்கள் பாகுத்தன்மை மற்றும் வெப்பநிலை போன்ற விஷயங்களை உணர்கிறார்கள், மேலும் அவர்கள் உண்மையில் குவாண்டம் இயக்கவியல் பற்றி தெரிந்து கொள்ள வேண்டிய அவசியமில்லை. மற்றும் கிரகங்கள் விண்வெளியில் அப்படித்தான். குவாண்டம் மெக்கானிக்ஸ் பற்றி அவர்களுக்குத் தெரிந்திருக்க வேண்டிய அவசியமில்லை. அவர்கள் ஈர்ப்பு விசையை உணர்கிறார்கள் மற்றும் அவர்கள் செய்ய வேண்டியதைச் செய்கிறார்கள்.

நீங்கள் எளிய நுண்ணிய சட்டங்களை எடுத்து, விஷயங்களை ஒன்றாக இணைக்கும்போது, ​​​​உண்மையில், பில்லியன்கள் மற்றும் டிரில்லியன் கணக்கான விஷயங்கள் உங்களிடம் இருந்தால், நீங்கள் முதலில் எதிர்பார்க்காத பண்புகளை அவை கொண்டிருக்கும். ஈர்ப்பு விசையும் அப்படித்தான் வரும் என்று எனக்கு ஒரு எண்ணம் உண்டு.

குவாண்டம் இயற்பியலை புவியீர்ப்பு விசையுடன் ஒன்றிணைக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஏன் விரும்புகிறார்கள்?

ரா: என்ன நடக்கிறது என்பதை அறிய விரும்புகிறேன். உலகில் உள்ள அனைத்தும் குவாண்டம் என்றால் அது மிகவும் வினோதமாக இருக்கும். இல்லை குவாண்டம்? எனது கையால் இங்கு ஈர்ப்பு விசையை ஏற்படுத்துவது போன்ற விஷயங்களை என்னால் செய்ய முடியும் என்பது மனதைக் கவரும் வகையில் இருக்கும், பின்னர் அது எப்படியாவது வளாகம் முழுவதும் கேத்ரினுக்கு ஈர்ப்பு விசையின் மூலம் தெரிவிக்கப்படும், ஆனால் அது எப்படியோ குவாண்டம் தகவல் சேனல் அல்ல. பிரபஞ்சத்தில் அப்படி இல்லாத முதல் விஷயம் அதுவாகத்தான் இருக்கும். எனவே இது குவாண்டமாக இருக்க வேண்டும் என்று நான் உணர்கிறேன், அது எப்படி வேலை செய்கிறது என்பதை அறிய விரும்புகிறேன். குவாண்டம் புவியீர்ப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை நாம் எப்போதாவது கண்டுபிடித்தால் அது ஆச்சரியமாக இருக்கும். ஒருவேளை நாம் அதை ஒருபோதும் நடைமுறைக்கு பயன்படுத்த மாட்டோம், ஆனால் மின்காந்தவியல் பற்றி அவர்கள் ஃபாரடேவிடம் சொன்னார்கள்.

KZ: நூறு ஆண்டுகளுக்கு முன்பு அல்லது அதற்கு முன்பு, அனைத்து கிளாசிக்கல் சக்திகளும் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் பற்றிய இந்த அழகான ஒருங்கிணைந்த படம் எங்களிடம் இருந்தது. பின்னர் எங்களிடம் குவாண்டம் இயக்கவியல் மற்றும் குவாண்டம் புலக் கோட்பாடு இருந்தது, இது இப்போது புவியீர்ப்பு தவிர இயற்கையின் அனைத்து சக்திகளையும் விளக்குகிறது. இந்த விஷயங்கள் ஒன்றாக வேலை செய்ய வேண்டும், அவை ஒன்றாக பொருந்த வேண்டும் என்பதை நாங்கள் அறிவோம். நீங்கள் ஒரு இயற்பியலாளர் என்றால், நீங்கள் எப்போதும் புதிரைத் தீர்க்க முயற்சிக்கிறீர்கள்: இந்த விஷயங்கள் எவ்வாறு ஒன்றாக பொருந்துகின்றன? அவர்கள் எப்படி ஒன்றாக வேலை செய்கிறார்கள்? இயற்கையின் அனைத்து சக்திகளையும் ஒன்றாகப் புரிந்துகொள்ள ஒரு ஒருங்கிணைந்த படத்தை எவ்வாறு உருவாக்குவது? புவியீர்ப்பு விசையில் குவாண்டம் விளைவுகள் இருக்க வேண்டும் என்று நாம் எதிர்பார்ப்பதற்கு மிக ஆழமான, நல்ல காரணங்கள் உள்ளன. அவை ஏன் மிகவும் கடினமாக இருக்கின்றன என்பதைப் பற்றிய புரிதலும் எங்களுக்கு உள்ளது.

குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசையின் ஆதாரத்தைக் கண்டறிய நீங்கள் எப்படி முன்மொழிகிறீர்கள்?

KZ: ஸ்பேஸ்டைம் என்ற துணியில் சிற்றலைகளை நாங்கள் தேடுகிறோம். இந்த நீட்சி தாள் என நீங்கள் புவியீர்ப்பு மற்றும் விண்வெளி நேரம் பற்றி சிந்திக்கலாம். கிளாசிக்கல் ஈர்ப்பு என்பது ஒரு வெகுஜனத்தை அதன் மீது வைக்கும்போது, ​​அது ஒரு தாளை வளைக்கச் செய்கிறது. ஆனால் குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசையுடன், பொதுவாக, அந்த துணியில் சிற்றலைகள் இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கிறோம். மற்றும், உண்மையில், நாம் ஏற்கனவே இதை சாதாரண சக்திகளுடன் பார்க்கிறோம் மின்காந்தவியல், வெற்று இடத்தில் உண்மையில் ஏற்ற இறக்கங்கள் உள்ளன. வெற்று இடம், வெற்றிடம், அவ்வளவு சலிப்பை ஏற்படுத்துவதில்லை.

புவியீர்ப்பு விசையின் குவாண்டம் தன்மை காரணமாக விண்வெளி நேரத்தில் ஏற்படும் ஏற்ற இறக்கங்களை நாம் தேட விரும்புகிறோம். இப்போது, ​​​​அந்த விளைவுகள் மிகச் சிறிய நீள அளவுகளில் ஏற்பட்டால், அவற்றை நாம் ஒருபோதும் பார்க்க முடியாது. கடந்த பல ஆண்டுகளாக நான் நினைத்துக் கொண்டிருப்பது என்னவென்றால், விண்வெளி நேரத்தின் கட்டமைப்பில் அந்த ஏற்ற இறக்கங்கள் உண்மையில் நீங்கள் அப்பாவியாக எதிர்பார்ப்பதை விட பெரியதாக இருப்பதற்கான உண்மையான வாய்ப்பு உள்ளதா என்பதுதான். விண்வெளி நேரத்தின் துணி ஒரு குளம் போன்றது, நீர் மிகவும் மென்மையான குளம். நாங்கள் அதில் சொட்டுகளை தேடுகிறோம். அந்த சிறிய துளிகள் தண்ணீரில் அலை வடிவத்தை உருவாக்குகின்றன. மேலும் அலைகளுக்கு இடையே உள்ள குறுக்கீட்டை நாங்கள் தேடுகிறோம்.

RA: கேத்ரின் ஒரு நல்ல காட்சி விளக்கம் கொடுத்தார்; அதற்கு இணையான ஆடியோவைத் தருகிறேன். மக்கள் கண்டறிந்தனர் அண்ட நுண்ணலை பின்னணி நீண்ட காலத்திற்கு முன்பு, அது ஒரு சீற்றம் போன்றது. ஆனால் அது விண்வெளியில் வெகு தொலைவில் இருந்து வருகிறது. இந்த ஹிஸ் கொஞ்சம் வித்தியாசமானது. இது ஸ்பேஸ்டைமிலேயே இயல்பாக இருக்கும் ஒரு ஹிஸ் போன்றது. இது கேத்ரின் குறிப்பிடும் மின்காந்த ஏற்ற இறக்கங்களுக்கு ஒப்பானது. நீங்கள் வெற்று இடத்தைப் பார்த்தால், மின்சார புலத்தில் ஏற்ற இறக்கங்கள் உள்ளன, அதில் சத்தம் உள்ளது. நீங்கள் அதை அளவிட முடிந்தால், அது விண்வெளியில் உள்ள மின்காந்த புலத்தைப் பற்றி உங்களுக்குச் சொல்லும் (இது குளிர்ச்சியாக இருக்கிறது, மக்கள் அதைச் செய்துள்ளனர்). நாம் செய்ய விரும்புவது அது போன்ற ஒன்றை அளவிடுவதுதான்-ஆனால் விண்வெளியில் ஏற்படும் ஈர்ப்பு ஏற்ற இறக்கங்கள், அதற்கான ஆதாரங்கள் இல்லாதபோது, ​​அது விண்வெளியில் இருந்து வராதபோது அல்லது நட்சத்திரங்கள் அல்லது அது போன்ற எதனிலும் இல்லை.

சோதனை எப்படி இருக்கும்?

RA: இந்த பரிசோதனையானது அதே வடிவம் மற்றும் அமைப்பில் உள்ளது LIGO ஆனால் பல மீட்டர் அளவில். லேசர் ஒரு பக்கத்தில் வருகிறது, ஒளி இரண்டு வெவ்வேறு திசைகளில் செல்கிறது, பின்னர் அது திரும்பி வருகிறது, மேலும் இந்த வழியில் மற்றும் அந்த வழியில் செல்ல எவ்வளவு நேரம் எடுத்தது என்பதை அளவிடுகிறோம். ஆனால் இது அடுத்த படி: உண்மையில் அசாதாரணமான குவாண்டம் நிலைகளைத் தயாரிப்பது மற்றும் பூமியில் நீங்கள் அளவிடக்கூடியவற்றை ஆழமாக, ஆழமாக தோண்டுவதற்கு அவற்றைப் பயன்படுத்துதல். தூரத்தை இவ்வளவு துல்லியமாக அளவிட யாரும் முயற்சித்ததில்லை என்று நினைக்கிறேன். இது வேலை செய்தால், இதுவே இதுவரை செய்யப்படாத மிகத் துல்லியமான தூர அளவீடாக இருக்கும்.

சோதனை எங்கு வாழும்?

RA: கால்டெக் புதிய ஒன்றை உருவாக்குகிறது குவாண்டம் துல்லிய அளவீட்டுக்கான மையம் இங்கே கால்டெக் வளாகத்தில். நீங்கள் கேட்கலாம், நாங்கள் ஏன் இங்கே செய்கிறோம்? உலகில் எங்கு வேண்டுமானாலும் செய்யலாம். இங்கே எங்களுக்கு ஒரு தனித்துவமான வாய்ப்பு உள்ளது. இந்த ஸ்பேஸ்டைம் எப்படி வேலை செய்ய வேண்டும் என்பதை அறிந்த கேத்ரின் இங்கே இருக்கிறார். சிறிய இடப்பெயர்ச்சியை அளவிடுவது பற்றி அறிந்தவர்கள் எனது குழுவில் உள்ளனர். குவாண்டம் அளவீட்டின் அடிப்படையில் பெரிய லீக்குகளுக்குச் செல்வதே எங்கள் குறிக்கோள். அதற்கு, குவாண்டம் தகவல் மற்றும் அளவீட்டுக் கோட்பாட்டில் பணிபுரியும் நபர்களும், எங்களைப் போன்ற அளவீடுகளைச் செய்யும் பிறரும் தேவை. இந்த புதிய கட்டிடத்தின் அடித்தளம் புதியதாக இருக்கும் கிப் தோர்ன் ஆய்வகங்கள்எங்களுடைய எல்லா விஷயங்களையும் நாங்கள் எங்கே செய்வோம், கேத்ரின் எங்கெல்லாம் ஆய்வகங்களுக்கு வருவார்.

மேலே இணைக்கப்பட்ட வீடியோவில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள சில தலைப்புகள் இங்கே:

• ஒரு கோட்பாட்டாளர் மற்றும் ஒரு பரிசோதனையாளரின் அன்றாட வேலை மற்றும் இருவரும் எவ்வாறு ஒன்றாக வேலை செய்கிறார்கள்
• குவாண்டம் புவியீர்ப்பு ஆய்வுகளில் எதிர்கால குவாண்டம் கணினிகள் எவ்வாறு உதவும்
• ஹாலோகிராபிக் கொள்கை (முப்பரிமாணப் பொருள்களை இரு பரிமாண மேற்பரப்பில் என்ன நடக்கிறது என்பதன் மூலம் எவ்வாறு விவரிக்க முடியும்)
• குவாண்டம் ஈர்ப்பு விசையில் நிச்சயமற்ற கொள்கையின் பங்கு
• சிக்கலை அளவிடுதல்
• குவாண்டம் செயல்முறைகளிலிருந்து வெளிவரும் விண்வெளி நேரம்