Kvant fizikasi inqilobi: Qora tuynuklar siri torlar nazariyasi orqali yechilmoqda

Zamonaviy fizika olamida eng murakkab jumboqlardan biri hisoblangan qora tuynuklar va koinotning kengayish chegaralari boʻyicha yangi ilmiy kashfiyot qilindi. Olimlar torlar nazariyasi yordamida koinot gorizontlaridagi kvant holatlarini hisoblashning yangi usulini topishdi. Bu kashfiyot fiziklarni uzoq vaqtdan beri qiynab kelayotgan «cheksizlik» muammosini hal qilib, koinotning mikrotuzilmasini tushunishda yangi sahifa ochishi kutilmoqda. Bu haqda Ixbt.com xabar beradi.

Gorizontlar — bu fazodagi shunday chegaralarki, ularning ortidan kuzatuvchi hech qanday maʻlumot ololmaydi. Eng mashhur misol sifatida qora tuynukning voqealar gorizontini keltirish mumkin, undan hatto yorugʻ nurining qaytishi ham imkonsizdir. Shuningdek, koinotning jadal kengayishi natijasida yuzaga keladigan de Sitter gorizonti ham uzoq hududlarni bizdan yashirib qoʻyadi. Physical Review Letters jurnalida chop etilgan yangi tadqiqot aynan shu chegaralardagi kvant jarayonlariga bagʻishlangan.

Italiyadagi Abdus Salam nomidagi Xalqaro nazariy fizika markazi va Amsterdam universiteti olimlari «chegaraviy modalar» (edge modes) deb ataluvchi tushunchani oʻrganishdi. Bu modalar butun fazo boʻylab tarqalmay, aynan gorizont chegarasida joylashgan maxsus kvant holatlaridir. Oddiy kvant maydon nazariyasida ushbu holatlarni hisoblashda matematik cheksizliklar yuzaga kelardi, bu esa hisob-kitoblarni mantiqsiz qilib qoʻyardi.

Torlar nazariyasi va matematik yechim

Olimlar ushbu muammoni hal qilishda torlar nazariyasidan foydalanishdi. Bu nazariyaga koʻra, barcha elementar zarralar nuqta emas, balki bir oʻlchamli tebranuvchi «torlar» koʻrinishida tasvirlanadi. Torlar nazariyasining oʻziga xos tuzilishi va undagi modulyar simmetriya tufayli, avvalgi hisob-kitoblarda paydo boʻgan cheksiz natijalar oʻrnini aniq va chekli raqamlar egalladi.

Tadqiqot shuni koʻrsatdiki, gorizont yaqinidagi kvant holatlari shunchaki geometrik chiziq emas, balki mustaqil kvant maʻlumot tashuvchisi boʻlib xizmat qiladi. Bu esa qora tuynuklarning entropiyasi va ularning termodinamik xususiyatlarini tushuntirishda hal qiluvchi ahamiyatga ega. Olimlar turli spin va massaga ega zarralarni yagona tizimga birlashtirib, gorizontlardagi maʻlumot saqlanish mexanizmini isbotlab berishdi.

Kvant gravitatsiyasiga bir qadam

Ushbu ilmiy ishning amaliy ahamiyati shundaki, u kvant mexanikasi va umumiy nisbiylik nazariyasini (gravitatsiyani) birlashtirish yoʻli dagi muhim qadamdir. Hozirgi kunda fizika fani bu ikki yirik nazariyani bir-biriga moslashtira olmay kelmoqda. Torlar nazariyasi orqali olingan yangi natijalar fazo-vaqtning mikroskopik tuzilishini tushunish imkonini beradi.

Tadqiqotchilarning taʻkidlashicha, olingan natijalar kutilmagan boʻldi, chunki qatʻiy simmetriya talablari matematik natijani buzib yuborishi mumkin edi. Biroq barcha shartlar bir-biriga mos kelib, barqaror modelni yuzaga keltirdi. Kelajakda olimlar ushbu yondashuvni yanada murakkabroq qora tuynuk modellari va koinotning kengayish ssenariylariga tatbiq etishni rejalashtirmoqdalar.

ixbt.com maʻlumotiga koʻra, ushbu kashfiyot kelajakda koinot qanday paydo boʻgani va uning chegaralarida axborot qanday saqlanishi haqidagi tasavvurlarimizni butunlay oʻzgartirishi mumkin. Gorizontlar endi shunchaki «toʻsiq» emas, balki koinotning eng fundamental sirlarini oʻzida saqlovchi kvant arxivlari sifatida koʻrilmoqda.