Physiker wollen wissen, ob wir alle Leben in einem Hologramm

Obwohl es klingt ganz wie etwas in einem verrauchten Schlafsaal erdacht, Hologramm ist eine sehr ernste Frage ob das gesamte Universum ist – eine Frage, die das Herzstück eines fundamentalen Problems in der Physik erhält. Ein neues Experiment gestartet am Fermilab nur könnte die Antwort zu halten.

Fermilab, ein Regierung-finanzierte Forschungscampus in der Prärie außerhalb von Chicago, möglicherweise am bekanntesten für die höchste Energie-Teilchenbeschleuniger der Welt – bis der LHC im 2009 ersetzt. Seitdem hat sich Fermilab beschäftigt mit Physik-Projekten in der physikalischen Größe kleiner aber nicht weniger ehrgeizig gemacht. Craig Hogans Holometer Experiment ist einer von ihnen. Seit Jahren baut Hogan ein paar L-förmigen Instrumenten unterirdischen messen "Lärm", die das holographische Prinzip beweisen konnte.

Draufsicht auf den Holometer

Was genau ist das holographische Prinzip? Gut, dass du fragst – schnappt euch einen Stuhl, bequem zu bekommen. Das holographische Prinzip ist, eine Idee könnte zeigen, wie Einsteins Theorie der Schwerkraft (aka allgemeine Relativitätstheorie) und der Quantenphysik in Einklang zu bringen. Allgemeinen Relativitätstheorie regelt in den großen Maßstäben von Planeten und Galaxien, während regelt die Quantenphysik auf kleinen Skalen kleiner als ein Atom – muss eine übergeordnete Theorie, die die beiden vereint.

Das holographische Prinzip besagt, dass 3D-Raum ein Hologramm ist, die aus Informationen eingeprägt auf einem 2D Oberfläche entsteht. Diese Informationen werden als Bits gespeichert – wie im Computer – aber auf Skalen 10 Billionen Billionen Mal kleiner als ein Atom, bekannt als der Planck-Skala. "Laut Hogan, in einer bitlike Welt ist selbst Raum Quanten – ergibt sich aus den diskreten, quantisierten Bits auf der Planck-Skala," erklärt Michael Moyer in Scientific American. "Und wenn es Quantum ist, muss es aus der inhärenten Unsicherheiten der Quantenmechanik leiden." Es sitzt nicht trotzdem eine glatte Kulisse für den Kosmos. Stattdessen machen Quantenfluktuationen Raum Borsten und vibrieren, Verlagerung der Welt mit ihm."

Das Interferometer, aus denen sich die Holometer.

Hogans Holometer wurde entwickelt, um diese Schwankungen zu messen, oder in einer wunderbaren Wendung der Phrase, "Quantum Jitter des Raumes." Ein Laser-Strahl von Licht gliedert sich nach unten die zwei Arme von zwei L-förmigen Instrumenten Interferometer genannt. Diese Strahlen sind dann für jede Einmischung verglichen, die ein Zeichen des Jitters Platz sein könnte.

Das Holometer Experiment beginnt gerade, also keine definitiven Antworten bald erwarten. In der Zwischenzeit kann es immer noch einige ziemlich knorrig Wohnheim Zimmer Diskussionen Kraftstoff. [Fermilab, wissenschaftlicher Amerikaner]

Bilder mit freundlicher Genehmigung von Fermilab