Physiker erschaffen „das winzigste Wurmloch, das man sich vorstellen kann“

In einem Experiment, das die meisten Mysterien der modernen Physik ankreuzt, gab eine Gruppe von Forschern am Mittwoch bekannt, dass sie ein Paar Schwarze Löcher in einem Quantencomputer simuliert und eine Nachricht zwischen ihnen gesendet haben durch eine Abkürzung in der Raumzeit, die als Wurmloch bezeichnet wird.

Physiker haben diese Errungenschaft als einen weiteren kleinen Schritt in den Bemühungen beschrieben, die Beziehung zwischen der Schwerkraft, die das Universum formt, und Quanten zu verstehen Mechanik, die den subatomaren Bereich der Teilchen regiert.

"Das ist wichtig, denn was wir hier in seiner Konstruktion und seiner Struktur haben, ist ein Baby-Wurmloch", sagte Maria Spiropulu. , ein Physiker am California Institute of Technology und Leiter eines Konsortiums namens Quantum Communication Channels for Fundamental Physics, das die Forschung durchführte. "Und wir hoffen, dass wir Schritt für Schritt Wurmlöcher für Erwachsene und Kleinkinder erstellen können."

In ihrem am Mittwoch in Nature veröffentlichten Bericht beschrieben die Forscher das Ergebnis in gemessenen Worten: "Diese Arbeit ist ein erfolgreicher Versuch, die Dynamik passierbarer Wurmlöcher in einem experimentellen Umfeld zu beobachten."

Das Wurmloch, das Dr. Spiropulu und seine Kollegen geschaffen und ausgenutzt haben, ist kein Tunnel durch den tatsächlichen physikalischen Raum, sondern durch einen "entstehenden" zweidimensionalen Raum. Die "Schwarzen Löcher" waren keine echten Löcher, die den Computer verschlucken könnten, sondern Codezeilen in einem Quantencomputer. Genau genommen gelten die Ergebnisse nur für ein vereinfachtes „Spielzeugmodell“ eines Universums – genauer gesagt eines, das einem Hologramm ähnelt, wobei Quantenfelder am Rande der Raumzeit bestimmen, was hineinkommt, ähnlich wie das Etikett auf einer Suppendose beschreibt den Inhalt.

Um es klar zu sagen: Die Ergebnisse dieser Erfahrung bieten nicht die Aussicht auf eine kosmische U-Bahn, durch die man in naher Zukunft, wenn überhaupt, die Galaxie durchqueren könnte Jodie Foster in dem Film „Contact“ oder Matthew McConaughey in „Interstellar“.

„Ich denke, die Schlüsselfrage, die schwer zu beantworten ist, lautet: sagen wir aus der Simulation, dass dies ein echtes Schwarzes Loch ist?“ Daniel Jafferis, Physikprofessor an der Harvard University, sagte: „Ich mag den Begriff ‚emergierendes Schwarzes Loch‘, wenn Sie sich in dieser Gravitationssituation befinden. Er und Alexander Zlo kapa, ein Doktorand am Massachusetts Institute of Technology, sind die Hauptautoren der Veröffentlichung.

Physiker reagierten mit Interesse und Vorsicht auf die Veröffentlichung und äußerten ihre Besorgnis gegenüber der Öffentlichkeit und die Medien würden fälschlicherweise denken, dass tatsächliche physische Wurmlöcher geschaffen wurden.

"Das Wichtigste, was die Leser der New York Times verstehen sollen, ist Folgendes", Scott Aaronson, ein Quantencomputer-Experte an der University of Texas in Austin, schrieb in einer E-Mail. "Wenn dieses Experiment ein Wurmloch in die tatsächliche physische Existenz gebracht hat, dann könnte ein starkes Argument sein, dass auch Sie jedes Mal, wenn Sie eines mit Stift und Papier zeichnen, ein Wurmloch in die tatsächliche physische Existenz bringen."

Daniel Harlow, ein Physiker am M.I.T., der nicht an dem Experiment beteiligt war, stellte fest, dass das Experiment auf einem Quantengravitationsmodell basierte, das so einfach und unrealistisch war, dass es genauso gut mit Bleistift und Papier hätte untersucht werden können .

"Ich würde also sagen, dass dies nichts über die Quantengravitation aussagt, was wir nicht bereits wissen", schrieb Dr. Harlow in einer E-Mail. „Auf der anderen Seite finde ich es als technische Errungenschaft spannend, denn wenn wir es nicht einmal können (und das konnten wir bisher nicht), dann wäre die Simulation von Quantengravitationstheorien sicherlich fehl am Platz.“ Die Entwicklung von Computern, die groß genug dafür sind, könnte 10 oder 15 Jahre dauern, fügte er hinzu.

Leonard Susskind, ein Physiker der Stanford University, der nicht Teil des Teams war, stimmte zu. „Sie lernen, dass sie dieses Experiment durchführen könnten“, sagte er und fügte hinzu: „Das wirklich Interessante hier ist die Fähigkeit, reine Quantenphänomene mit Hilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie zu analysieren, und wer weiß, wohin das führen wird.“

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