Червоточины назвали голографической дуальностью запутанных пар

Схематическое изображение червоточины (трехмерное пространство представлено плоскостью)Рисунок: AllenMcC. / Wikimedia

Американские и канадские физики-теоретики опубликовали две работы, из которых следует то, что квантово запутанные кварковые пары можно представить в виде червоточины. Подробности со ссылкой на обе работы (1, 2) приводятся в кратком сообщении Physics.

Принцип голографической дуальности был ранее предложен в теории струн. Он означает, что физика какого-либо процесса в многомерном объеме по сути однозначно определяется физикой на границе этого объема. Летом 2013 года этот принцип был применен к паре черных дыр, соединенных червоточиной. Оказалось, что стенки этого объекта несут информацию о квантовой запутанности дыр.

Исследователи из университета Виктории (Канада) и университета Вашингтона (США), Кристиан Йенсен и Андреас Карч, выяснили, что идею о голографической дуальности червоточин и квантово запутанных объектов можно распространить (работа есть в виде препринта) не только на случай черных дыр, но и на кварки. Йенсен и Карч доказали возможность замены струны на непроходимую червоточину: непроходимость означает невозможность передать энергию (и, соответственно, какой-то сигнал) быстрее скорости света, поэтому их статья не противоречит теории относительности. В их статье, кроме голографической дуальности, активно используется теория струн, в частности, концепция, согласно которой два кварка являются концами одной многомерной струны.

Специалист по теории струн из Массачусетского технологического института Юлиан Соннер затем обнаружил (также доступен препринт статьи), что эту концепцию можно расширить на процесс рождения пар «частица-античастица» в сильных электрических полях.

Червоточины, они же «кротовые норы», представляют собой «тоннели», соединяющие две удаленные области пространства друг с другом. Эти объекты не противоречат общей теории относительности с математической точки зрения, но каких-то экспериментальных указаний на их существование пока нет. Червоточины могут быть либо проходимы (допускать пролет через них), либо непроходимы: проходимые популяризованы рядом научно-фантастических произведений.

Экспериментальная проверка концепций, призванных так или иначе вписать гравитацию в единую теорию поля в большинстве случаев затруднена тем, что в них рассматриваются процессы с очень большой энергией. Такие процессы нельзя воспроизвести при помощи современной техники, но можно попытаться найти их аналоги среди астрофизических событий. Например, одну из теорий массивной гравитации (в которой квант гравитационного поля имеет массу) летом 2013 года предложили проверить при помощи наблюдений за Луной.