Исследователи считают, что квантовая гравитация не имеет симметрии

Используя голографию, исследователи обнаружили, что когда гравитация сочетается с квантовой механикой, симметрия невозможна.

Новое исследование, проведенное парой исследователей из США и Японии, показало, что когда гравитация сочетается с квантовой механикой, симметрия невозможна.

«Многие физики считают, что в Природе должен быть прекрасный набор законов, и что одним из способов количественного определения красоты является симметрия. Некоторые из симметрий могут быть скрыты в нашем мире, но они должны проявиться, если мы посмотрим на Природу более фундаментальный уровень. Мы показали, что это ожидание неверно, если принять во внимание гравитацию », — сказал Хироси Оогури, директор Физико-математического института им. Кавли и один из авторов статьи.

В Природе существует четыре вида фундаментальных сил: электромагнетизм, сильная сила, слабая сила и гравитация. Из четырех, гравитация — единственная, все еще необъяснимая на квантовом уровне. Исследователи полагают, что голографический принцип — это важный совет для успешного сочетания гравитации и квантовой механики.

Голограмма заставляет трехмерные изображения появляться с двухмерного экрана. Точно так же голографический принцип позволяет физикам изучать гравитационные системы, проецируя их на границу, которая окружает всю Вселенную. Соответствие AdS / CFT (теория анти-де Ситтера / конформного поля), разработанное в конце 1990-х годов Хуаном Малдасеной, было особенно полезным, поскольку оно дает точное математическое определение голографического принципа.

В статье, опубликованной 17 мая, Оогури и Даниэль Харлоу, доцент Массачусетского технологического института, доказали, что симметрия невозможна в теории гравитации, если она подчиняется голографическому принципу.

В предыдущей работе Харлоу и других исследователей была обнаружена четкая математическая аналогия между голографическим принципом и кодами с квантовой коррекцией ошибок, которая защищает информацию в квантовом компьютере. В новой статье Оогури и Харлоу показали, что такие коды с квантовой коррекцией ошибок несовместимы с какой-либо симметрией, а это означает, что симметрия была бы невозможна в квантовой гравитации.

Их результат имеет несколько важных последствий. В частности, он предсказывает, что протоны устойчивы к распаду на другие элементарные частицы и что существуют магнитные монополи.