Стартовал эксперимент по проверке голографической природы Вселенной

NYHwmJpcrrg1

В Национальной ускорительной лаборатории Ферми в США стартовал эксперимент Holometer. Его целью является поиск шума, который в случае обнаружения мог бы подтвердить голографический принцип строения Вселенной, являющийся частью теории струн. Сообщение о начале эксперимента опубликовано на сайте лаборатории.

На фото: Схема работы интерферометров эксперимента Holometer. Изображение: Fermilab

Название Holometer является сокращением от «голографического интерферометра». Интерферометр представляет собой оптическую систему, в котором лазерный луч разделяется на два, а затем оба луча сводятся вместе и интерферируют друг с другом. В точке, где волны двух лучей нейтрализуют друг друга, можно установить фотодетектор, сигнал которого будет свидетельствовать о том, что оптический путь одного (или обоих) лучей не постоянен.

На самом деле прибор, созданный для проведения эксперимента, состоит из двух спаренных L-образных интерферометров, один из которых способен менять плечо. Ожидается, что в одном (вложенном) режиме шумы, которые фиксируют интерферометры, окажутся когерентным, а в другом (спина-к-спине) — некогерентными.

lbP-a 2c9hI1

Схема двух режимов работы интерферометров Holometer. Изображение: Fermilab

На сигнал интерферометра могут влиять колебания зеркала, лазера, прохождение через систему радиоволн и другие факторы. Однако все эти источники должны производить шум, ограниченный по частоте определенным порогом. Порог определяется временем, которое требуется затратить свету на прохождение оптического пути (c/2L). Для построенной в лаборатории Ферми установки он составляет 3,75 мегагерц.

Если ученым удастся зафиксировать сигнал выше этого порога, то, возможно, его источником будет так называемый голографический шум. Существование такого шума следует из голографического принципа теории струн, выдвинутого нидерландским физиком Герардом т' Хофтом.

Голографический принцип возник при описании термодинамики черных дыр и представляет собой попытку разрешения парадокса исчезновения информации с помощью теории струн. Он утверждает, что вся информация о некой области пространства содержится на двумерной поверхности, ограничивающей этот объем. В таком случае о трехмерном пространстве можно думать как об макроскопическом эпифеномене. В этом смысле оно подобно трехмерной голограмме, рождающейся при взаимодействии света, отраженного от двумерной поверхности. Согласно голографическому принципу Вселенную можно описать как голограмму, возникающую на поверхности двумерного космологического горизонта.

l8WuelNv0bU1

Общий вид Holometer. Изображение: Fermilab

Одним из следствий голографического принципа является наличие квантованного пространственно-временного шума, своего рода джиттера пространства-времени, который и надеются найти физики в эксперименте Holometer. Если в области частот, предсказанных теорией, он не будет найден, это будет означать несостоятельность предположения т' Хофта. Обратное, однако, неверно — наличию шума можно будет привести и другие объяснения, не задействующие голографичесекий принцип. Результаты эксперимента, по словам физиков, должны стать известны в течение года.