Квант физикаси инқилоби: Қора туйнуклар сири торлар назарияси орқали ечилмоқда

Замонавий физика оламида энг мураккаб жумбоқлардан бири ҳисобланган қора туйнуклар ва коинотнинг кенгайиш чегаралари бўйича янги илмий кашфиёт қилинди. Олимлар торлар назарияси ёрдамида коинот горизонтларидаги квант ҳолатларини ҳисоблашнинг янги усулини топишди. Бу кашфиёт физикларни узоқ вақтдан бери қийнаб келаётган «чексизлик» муаммосини ҳал қилиб, коинотнинг микротузилмасини тушунишда янги саҳифа очиши кутилмоқда. Бу ҳақда Ixbt.com хабар беради.

Горизонтлар — бу фазодаги шундай чегараларки, уларнинг ортидан кузатувчи ҳеч қандай маълумот ололмайди. Энг машҳур мисол сифатида қора туйнукнинг воқеалар горизонтини келтириш мумкин, ундан ҳатто ёруғ нурининг қайтиши ҳам имконсиздир. Шунингдек, коинотнинг жадал кенгайиши натижасида юзага келадиган де Ситтер горизонти ҳам узоқ ҳудудларни биздан яшириб қўяди. Пҳйсикал Ревиев Леттерс журналида чоп этилган янги тадқиқот айнан шу чегаралардаги квант жараёнларига бағишланган.

Италиядаги Абдус Салам номидаги Халқаро назарий физика маркази ва Аmsтердам университети олимлари «чегаравий модалар» (edge модес) деб аталувчи тушунчани ўрганишди. Бу модалар бутун фазо бўйлаб тарқалмай, айнан горизонт чегарасида жойлашган махсус квант ҳолатларидир. Оддий квант майдон назариясида ушбу ҳолатларни ҳисоблашда математик чексизликлар юзага келарди, бу эса ҳисоб-китобларни мантиқсиз қилиб қўярди.

Торлар назарияси ва математик ечим

Олимлар ушбу муаммони ҳал қилишда торлар назариясидан фойдаланишди. Бу назарияга кўра, барча элементар зарралар нуқта эмас, балки бир ўлчамли тебранувчи «торлар» кўринишида тасвирланади. Торлар назариясининг ўзига хос тузилиши ва ундаги модуляр симметрия туфайли, аввалги ҳисоб-китобларда пайдо бўган чексиз натижалар ўрнини аниқ ва чекли рақамлар эгаллади.

Тадқиқот шуни кўрсатдики, горизонт яқинидаги квант ҳолатлари шунчаки геометрик чизиқ эмас, балки мустақил квант маълумот ташувчиси бўлиб хизмат қилади. Бу эса қора туйнукларнинг энтропияси ва уларнинг термодинамик хусусиятларини тушунтиришда ҳал қилувчи аҳамиятга эга. Олимлар турли спин ва массага эга зарраларни ягона тизимга бирлаштириб, горизонтлардаги маълумот сақланиш механизмини исботлаб беришди.

Квант гравитациясига бир қадам

Ушбу илмий ишнинг амалий аҳамияти шундаки, у квант механикаси ва умумий нисбийлик назариясини (гравитацияни) бирлаштириш йўли даги муҳим қадамдир. Ҳозирги кунда физика фани бу икки йирик назарияни бир-бирига мослаштира олмай келмоқда. Торлар назарияси орқали олинган янги натижалар фазо-вақтнинг микроскопик тузилишини тушуниш имконини беради.

Тадқиқотчиларнинг таъкидлашича, олинган натижалар кутилмаган бўлди, чунки қатъий симметрия талаблари математик натижани бузиб юбориши мумкин эди. Бироқ барча шартлар бир-бирига мос келиб, барқарор моделни юзага келтирди. Келажакда олимлар ушбу ёндашувни янада мураккаброқ қора туйнук моделлари ва коинотнинг кенгайиш сценарийларига татбиқ этишни режалаштирмоқдалар.

ixbt.com маълумотига кўра, ушбу кашфиёт келажакда коинот қандай пайдо бўгани ва унинг чегараларида ахборот қандай сақланиши ҳақидаги тасаввурларимизни бутунлай ўзгартириши мумкин. Горизонтлар энди шунчаки «тўсиқ» эмас, балки коинотнинг энг фундаментал сирларини ўзида сақловчи квант архивлари сифатида кўрилмоқда.