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Die Physiker Lisa Randall und Juan Maldacena entmystifizieren das Universum

Die Physiker Lisa Randall und Juan Maldacena entmystifizieren das Universum


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Können Sie sich vorstellen, wer diese attraktiven Menschen auf dem Bild oben sind? Ein paar Vermutungen: frühere Modelle? Nee. Titanen der Industrie? Rate nochmal.

Wenn Sie zwei der angesehensten Physiker unserer Zeit erraten hätten, die auf dem neuesten Stand des Verständnisses unseres Universums sind, wären Sie richtig.

Treffen Lisa Randall und Juan Maldacena. Randall ist Frank B. Baird, Jr. Professor für Naturwissenschaften an der Physikfakultät der Harvard University. Dort erforscht sie die Elementarteilchen, aus denen unser Universum besteht, die fundamentalen Kräfte, denen sie ausgesetzt sind, die Dimensionen der Raumzeit, das Standardmodell, die Supersymmetrie und die Dunkle Materie.

Lisa Randall wurde in Queens, New York, geboren, besuchte die renommierte Stuyvesant High School, gewann im Alter von 18 Jahren den ersten Platz bei der Westinghouse Science Talent Search 1980 und promovierte zum Dr. von Harvard Universität. Randall ist am bekanntesten für die Randall-Sundrum-Theorie, die 1999 veröffentlicht und gemeinsam mit Raman Sundrum von der University of Maryland geschrieben wurde.

Die Theorie geht davon aus, dass unser dreidimensionales Universum in einer Umgebung schwebt Megaverse mit vier räumlichen Dimensionen. Jedes Inseluniversum könnte unterschiedliche physikalische Gesetze haben, und jedes könnte die Anwesenheit des anderen nicht spüren, mit einer bemerkenswerten Ausnahme - dem schwachen Tauziehen.

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Die Schwerkraft ist um Größenordnungen schwächer als die drei anderen Kräfte unseres Universums - die starke Kraft, die schwache Kraft und die elektromagnetische Kraft.

Die Stringtheorie geht davon aus, dass alle Materie und einige der Kraftträger wie Photonen in unserem Universum aus winzigen vibrierenden Strings bestehen. Diese Saiten sind sicher in unserer Heimat "m-brane" verankert, jedoch der Träger der Schwerkraft, Gravitonen stecken nicht fest und können sich in allen Universen vermischen.

Das bringt uns zu Juan Maldacena. Maldacena ist Carl P. Feinberg-Professor für Theoretische Physik an der School of Natural Sciences des Institute for Advanced Study. Der in Argentinien geborene Maldacena promovierte zum Dr. beim Princeton Universität.

Wo diese beiden übernatürlich gesegneten Menschen Randall und Maldacena zusammenkommen, ist in der Raumzeit.

Das ist wo Maldacena holographisches Prinzip hält Einfluss.

Darin biegt und verdreht sich die Raum-Zeit, wodurch die Schwerkraft erzeugt wird, und sie "bildet" ein Netzwerk von Quantenteilchen ab, die auf einer schwerkraftfreien Oberfläche leben. Das innere "Universum" Projekte von der unterdimensionalen Grenze, genau wie das Hologramm auf Ihrer Kreditkarte.

Dieses Hologramm liefert ein Beispiel für die Quantentheorie der Schwerkraft.

Das Universum wird als beschrieben Anti-De-Sitter-Bereich (AdS) das ist negativ gebogen, wie ein Sattel. Je weiter Sie von der Mitte des Sattels entfernt sind, desto mehr Kurven tendieren zur Vertikalen, wodurch der AdS-Raum seine äußere Grenze erhält - eine Oberfläche, auf der Quantenteilchen interagieren, um das holographische Universum im Inneren zu erzeugen.

Maldacena entdeckte, was das heißt AdS / CFT-Korrespondenz 1997 und erst im letzten Jahr haben drei Physiker Fortschritte in Richtung eines Hologramms des de Sitter-Raums gemacht.

Xi Dong Santa Barbara von der University of California beschrieb das neue Modell als ein Stück "eines einheitlichen Rahmens für die Quantengravitation in de Sitter [Weltraum]".

Dong, zusammen mit Co-Autoren Eva Silverstein der Stanford University University und Gonzalo Torroba des Bariloche Atomic Center in Argentinien konstruierte ein Hologramm des dS-Raums, indem zwei AdS-Universen genommen, geschnitten, manipuliert und ihre Grenzen zusammengeklebt wurden.

Dong und seine Co-Autoren machten den AdS-Raum endlich, indem sie die Raum-Zeit-Region in einem großen Radius abhackten, und dies erzeugte einen sogenannten "Randall-Sundrum-Hals".

Raum wird immer noch geschaffen von eine konforme Feldtheorie das lebt an seiner Grenze, aber diese Grenze ist nur eine endliche Entfernung entfernt.

Durch Hinzufügen von Dingen aus der Stringtheorie wurden die sattelförmigen AdS-Räume zu schalenförmigen dS-Räumen, und die Physiker "klebten" die beiden Schalen mathematisch zusammen, um eine Kugel zu bilden, wobei beide Hemisphären ein einziges Quantensystem bildeten, das holographisch dual ist in den sphärischen deSitter-Raum. Diese Konstruktion heißt eine "dS / dS-Korrespondenz".

In den letzten Jahren haben Physiker entdeckt, dass die AdS / CFT-Korrespondenz dazu dient, Informationen in dem, was ist, sicher zu codieren ein nervöses Quantensystemund diese Quantenfehlerkorrektur könnte sein, wie unsere Raumzeit und damit auch wir entstanden sind, obwohl sie aus unzuverlässigen Quantenteilchen erzeugt wurden.

Ohne Maldacenas holographisches Prinzip, die beschreibt, wie unser Universum entstanden ist und ohne Randalls Randall-Sundrum-Theorie, was beschreibt, warum die Schwerkraft in unserem Universum so viel schwächer ist, wäre unser Verständnis dieses Universums unvollständig.

Wenn Sie also das nächste Mal eine Tasse Kaffee trinken, Pommes essen oder irgendetwas in der Raumzeit tun, in der wir leben, können Sie Lisa Randall und Juan Maldacena ein Dankeschön sagen. Und ja, sie sehen wirklich wie Models aus.


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