Kan het zijn dat we quantumverstrengeling moeten zien als twee materiedeeltjes die verbonden zijn door een microscopisch wormgat?

Bjorn, 39 jaar
17 juni 2017

Aangezien dat de maximumsnelheid dat van het licht zou moeten zijn wordt deze regel niet geschonden als de informatie door een wormgat zou reizen... welke in theorie kunnen bestaan.

Antwoord

Beste Bjorn,

Met de kennis die we nu hebben zou dat inderdaad kunnen kloppen, maar of het ook echt zo is is op dit moment onbekend.

Ik ken de hypthose onder de naam "ER=EPR". In 2013 hebben twee theoretische natuurkundigen (Juan Maldacena en Leonard Susskind) deze hypothese gelanceerd.

  • Daarbij staat ER voor Einstein-Rosen-brug, een andere benaming voor een wormgat.
  • En EPR staat voor een gedachte-experiment van Einstein-Podolsky-Rosen dat gaat over quantummechanisch verstrengelde paren van deeltjes, die sindsdien ook EPR-paren worden genoemd. Sindsdien hebben veel experimenten aangetoond dat de beïnvloeding tussen deeltjes in zo'n EPR-paar een combinatie van realistische aannames (waaronder localiteit) schendt.

Een belangrijke vraag uit de hedendaagse theoretische natuurkunde is precies hoe deze niet-locale beïnvloeding te verenigen is met de relativiteitstheorieën. Op dit moment is er nog geen overkoepeldende theorie die zowel quantumverstrengeling als gravitatie beschrijft. Er is dus ruimte voor theoretici om hypotheses te formuleren over hoe zo'n theorie eruit zou kunnen zien, maar er moet nog veel werk gebeuren om uit al deze voorstellen en hypotheses de meest bruikbare te filteren.

In hun artikel uit 2013 "Cool horizons for entangled black holes" merken Maldacena en Susskind het volgende op: er zijn oplossingen voor de veldvergelijkingen van de algemene relativiteitstheorie die twee verafgelegen zwarte gaten beschrijven, die verbonden zijn door een wormgat (ER-brug). Deze oplossingen kunnen geïnterpreteerd worden als maximaal verstrengelde toestanden van twee zwarte gaten (die een complex EPR-paar vormen). In analogie hiermee komen ze dan tot hun hypothese: ze suggereren dat soortgelijke bruggen aanwezig zijn voor alle verstrengelde toestanden in het algemeen. Vandaar de slogan van dit voorstel: "ER=EPR" (die Susskind o.a. gebruikte in de titel van dit vervolg-artikel).

Als Engels geen bezwaar vormt, dan raad ik je dit artikel uit Quanta aan: "Wormhole untangle a black hole paradox". En als je er dan echt het fijne van wil weten, kijk dan naar deze lezing van Susskind waarin hij het "ER=EPR"-idee in een uur uitlegt. Zonder voorkennis is het niet mogelijk alles op het eerste gehoor te begrijpen, maar als dit een onderwerp is dat je bezighoudt, is de beste manier om er meer over te leren naar de onderzoeker zelf te luisteren. Eventueel kan je achteraf verder op zoek gaan naar achtergrondinformatie.

Eén van de ideeën die hiermee samenhangt is dat de structuur van ruimte-tijd en gravitatie zoals wij die kennen ook onstaan zou zijn uit kwantumverstrengeling. In theorie valt er dus zeker iets voor te zeggen, maar om erachter te komen of het ook daadwerkelijk zo is, daarvoor zal de theorie verder ontwikkeld moeten worden, zodat er uiteindelijk experimenten kunnen gebeuren om deze en rivaliserende ideeën af te toetsen.

Vriendelijke groeten,
Prof. Sylvia

PS: Bij verstrengelde paren gaat het niet noodzakelijk over materiedeeltjes: het kan ook gaan over fotonen (lichtdeeltjes) of andere types deeltjes.

Reacties op dit antwoord

  • 31/07/2017 - Bjorn (vraagsteller)

    Als quant

  • 31/07/2017 - Bjorn (vraagsteller)

    Als quantumverstrengeling met microscopische wormgaten werkt kunnen er toch verschillende soorten wormgaten bestaan? Met twee verschillende deeltjes in dezelfde tijd en met 1 deeltje in verschillende tijden of gaat dit te ver? Mvg Bjorn!

  • 09/08/2017 - Bjorn (vraagsteller)

    In ieder geval bedankt voor het zeer duidelijke antwoord op de oorspronkelijke vraag ! Mvg

Enkel de vraagsteller en de wetenschapper kunnen reageren op een antwoord.

Beantwoord door

Prof. dr. Sylvia Wenmackers

Wetenschapsfilosofie, theoretische fysica en materiaalfysica.

Katholieke Universiteit Leuven
Oude Markt 13 3000 Leuven
http://www.kuleuven.ac.be/

Zoek andere vragen

© 2008-2019
Ik heb een vraag wordt gecoördineerd door het
Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen