Žijeme v 2D holograme?

Holometer vo Fermilabe začal svoju prevádzku. Môže priniesť objavy meniace základné predstavy o svete v ktorom žijeme.

Fermilab je výskumné centrum blízko Chicaga podobné CERNu. 25 rokov to bolo miesto s najvýkonnejším  urýchľovačom častíc na svete Tevatronom. Potom mu toto prvenstvo prebral LHC urýchľovač v CERNe. K množstvu experimentov bežiacich vo Fermilabe sa aktuálne pripojil najpresnejší laserový interferometer na svete nesúci meno Holometer.

Holometer je typ interferometra nazývaný Michelsonov. Ten sa preslávil experimentom, ktorého výsledky viedli k vzniku teórie relativity. Nový, omnoho presnejší Michelsonov interferometer vo Fermilabe si označenie Holometer zaslúžil vďaka svojej veľmi vysokej presnosti. Dokáže zmerať extrémne krátke vzdialenosti na hranici attometra. To je miliardtina nanometra, či približne stomilióntina priemeru atómu. To už je rozmer blízky takzvanej Planckovej škále, rozmeru kde sa sila gravitácie vyrovnáva ostatným interakciám. Existujú teórie podľa ktorých sú všetky štyri základné interakcie, či sily (gravitačná, elektromagnetická, silná a slabá) ak chcete na tejto škále zjednotené.  Svet ultramalých attometrových rozmerov je experimentálne ešte stále nepreskúmaný. Holometer siaha do  nepoznaného sveta a to čo môže nájsť je fascinujúce.

Vieme, že vlastnosti hmoty sú takzvane kvantované, otázkou ostáva či je takým aj priestor v ktorom žijeme. V tlačovej správe Fermilabu ku spusteniu plnej prevádzky Holometra to prirovnávajú k pixelom na obrazovkách, ktoré všetci dobre poznáme. Ak sa k obrazovke dostatočne priblížite uvidíte, že sa z nich skladá. S priestorom to môže byť podobné a veľkosť pixelu priestoru je približne práve Planckova škála.

Kvantová teória nám v Princípe neurčitosti hovorí, že nie je možné presne určiť polohu a rýchlosť elementárnych častíc, mikrosvet je akoby rozmazaný. Podobne by Princíp neurčitosti mal platiť aj pre priestor. Od určitej hranice už nebudete môcť žiadnym spôsobom presnejšie určiť polohu v priestore. Experiment skúmajúci kde je táto hranica tak zisťuje schopnosť či inak povedané limity priestoru uchovávať informáciu.

Ak sa od hranice Planckovej škály pokúsite merať polohu, údaje sa budú máličko stále meniť, poloha bude akoby zašumená, uvidíte takzvaný Holografický šum. Ten sa vyskytuje na všetkých frekvenciách no Holometer ho bude merať po milióntinách sekundy, kde by sa už nemali vyskytovať rušivé vplyvy hmoty.  

Kilowattový laserový lúč  interferometra Holometra je rozdelený na dva lúče, vedené na seba kolmými 40 metrovými trubicami, odrazené na konci každej späť a následne opäť spojené do jedného lúča. Drobné zmeny jeho jasnosti ukazujú či sa experimentálna sústava hýbe a to na úrovni attometrov, ak áno uvidíme Holografický šum.

A prečo má zašumený svet na attometrovej škále ukazovať, že žijeme v dvojrozmernom holograme. Nuž, podobne ako pri bežnom holograme zapísanom na dvojrozmernom povrchu. Keď cezeň pozeráte vidíte trojrozmerný objekt. Ak sa mu prizriete dôkladne uvidíte ako je trochu zašumený. Veľkosť zašumenia je úmerná veľkosti pixelov dvojrozmerného povrchu. Tak môže byť celý náš svet podľa holografickej teórie zapísaný (úplne všetky informácie o ňom) do dvoch rozmerov. 

Tlačové vyhlásenie Fermilabu končí vyhlásením vedúceho experimentu Aarona Choua, ktorý hovorí Ak nájdeme šum, ktorého sa nedokážeme zbaviť , možno budeme zaznamenávať čosi fundamentálneho o prírode - šum vlastný časopriestoru.

Laserové srdce Holometra.

Zdroj: www.fnal.gov, holometer.fnal.gov