.Distinguishing classical from quantum gravity through measurable stochastic fluctuations
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측정 가능한 확률적 변동을 통해 고전 중력과 양자 중력 구별
Tejasri Gururaj, Phys.org 제공 중력이 고전적이거나 양자적인지 판단하는 데 사용할 수 있는 실험의 그림. 두 양자 질량이 서로 약간 떨어진 곳에 매달려 있고 중력적으로 상호 작용합니다. 출처: Serhii Kryhin. Physical Review Letters 에 실린 새로운 연구 에서 연구자들은 중력이 근본적으로 고전적 성격을 띠는지 아니면 양자적 성격을 띠는지 최종적으로 결정할 수 있는 실험적 접근 방식을 제안했습니다. 중력의 본질은 수십 년 동안 물리학자들을 당혹스럽게 했습니다. 중력은 네 가지 근본적인 힘 중 하나이지만 전자기력, 강력, 약한 핵력과 달리 양자 프레임워크에 통합되는 데 저항했습니다. 연구자들은 중력의 완전한 양자 이론을 구성하는 어려운 문제에 직접 착수하거나 중력의 가상적 매개체인 개별 중력자를 감지하는 것보다 다른 접근 방식을 취합니다. Phys.org에서는 이 연구를 진행한 연구자들과 인터뷰하여 그들의 독특한 접근 방식에 대한 통찰력을 얻었습니다.
"지난 몇 년 동안 중력의 본질을 실험적으로 결정할 수 있는 여러 제안이 등장했지만, 그 실험적 요구 사항은 엄청나게 까다롭습니다. 그래서 우리의 동기는 적어도 중력이 고전적이라는 것을 반증할 수 있는 더 실현 가능한 실험을 생각해내는 것이었습니다." 하버드 대학교 대학원 3학년생이자 이 연구의 공동 저자인 세르히 크리힌이 설명했습니다. 연구자들은 오래된 질문을 더 구체적인 결과를 제공할 수 있는 질문으로 다시 표현하고자 했습니다. "중력을 양자화해야 하는지 여부를 알려주는 측정 가능한 차이점은 무엇인가?" 양자 변동 vs. 고전적 변동 "이 아이디어는 매우 단순하지만 지금까지 주목받지 못했습니다. 중력이 장거리 힘으로서 양자적이라면 먼 물질의 양자 얽힘을 유도할 수 있어야 합니다. 그러나 중력이 근본적으로 고전적이라면 얽힘이 생성될 수 없습니다." MIT의 준교수이자 이 연구의 공동 저자인 비비셰크 수디르가 말했습니다.
통찰력은 중력이 고전적이라면 환원 불가능한 확률적 변동을 보여야 한다는 것입니다. 이러한 변동은 필수적이며, 이러한 변동이 없다면 발생할 근본적인 불일치에서 비롯됩니다. 중력의 결정론적 특성(고전적이기 때문)은 양자 역학의 원리를 위반할 것입니다. 뛰어난 점은 이러한 변동이 교차 상관 스펙트럼에 위상 변화의 흔적을 남긴다는 점인데, 이는 중력이 양자적이라면 나타나는 현상과 다르다는 것입니다. "양자 변동은 항상 일반 상대성 이론의 동적 자유도의 양자 변동으로 발생합니다. 실용적인 관점에서 양자 중력 변동과 고전적 중력 변동의 주요 차이점은 크기에 있습니다. 상대성 이론의 효과 인 양자 변동은 악명 높게 약해서 측정하기가 엄청나게 어렵습니다."라고 Kryhin은 말했습니다. "반면에, 만약 고전적 변동이 존재하고 우리가 아는 다른 모든 것과 일관성을 유지해야 한다면, 그 변동은 훨씬 더 큰 것으로 보입니다."라고 수디르 교수가 덧붙였습니다. 수학적 프레임워크 연구자들은 뉴턴의 중력 한계에서 이 양자-고전적 상호작용에 대한 이론적 틀을 제안합니다. 이 틀에서 고전적 중력과 양자 물질이 공존합니다.
그들은 양자 물질과 고전적 중력이 어떻게 함께 진화하는지 설명하는 양자 고전적 마스터 방정식을 만들었습니다. 그들은 또한 두 가지 보완적 접근 방식, 즉 디랙의 제약 시스템 이론과 뉴턴의 중력 한계를 통해 뉴턴 중력과 양자 질량의 상호 작용에 대한 해밀토니언을 도출했습니다. 다음으로, 그들은 확률적 중력 효과를 설명하는 수정된 양자 뉴턴의 법칙을 공식화했고, 마지막으로 중력적으로 상호 작용하는 두 양자 진동기 사이의 독특한 상관관계 패턴을 계산했습니다. 이 수학적 프레임워크는 고전적 중력과 상호 작용하는 양자 물질에 대한 폐쇄된 린드블라드 방정식(마르코프 마스터 방정식)으로 이어졌습니다. 이 방정식에는 매개변수 ε에 비례하는 항이 포함되어 있으며, 이는 고전적 중력(ε ≠ 0)과 양자 중력(ε = 0)을 구분합니다.
측정 가능한 수량 식별 연구자들은 몇 가지 중요한 결과를 도출했습니다. 그들은 이전의 주장과 달리 양자 물질과 상호 작용하는 고전적 중력의 일관된 이론이 실제로 가능하다는 것을 보여주었습니다. 그들의 계산은 고전적 중력이 양자적 대응물과는 다른 변동을 유도할 것이라는 것을 보여줍니다. 결정적으로, 그들은 실험적으로 측정 가능한 시그니처를 식별합니다. 두 개의 양자 고조파 진동자가 중력적으로 상호 작용할 때, 중력이 고전적이라면 그들의 교차 상관 스펙트럼은 공명으로부터의 특정한 디튠에서 π 또는 180도의 특징적인 위상 이동을 보입니다.
이러한 예측을 시험하기 위해 연구자들은 중력적으로 결합된 두 개의 고도로 결맞는 양자 역학적 진동기를 사용하여 역사적인 캐번디시 실험의 양자 버전을 제안합니다. 연구자들은 그들의 운동의 상관관계를 정확하게 측정함으로써 특징적인 위상 변화를 관찰할 수 있었습니다. 이 접근 방식을 이전 제안과 차별화하는 것은 실험적 타당성입니다. 양자 중첩 상태에서 거대한 물체를 만들어야 할 수 있는 다른 테스트와 달리, 이 실험은 현재 또는 가까운 미래 기술의 범위 내에서 양자 발진기 간의 상관 관계에 의존합니다.
수디르 교수는 "준고전적 중력 모델은 일반적으로 물질의 양자 변동이 고전적 중력 역학에 미치는 역작용을 명확하게 무시합니다. 반면, 우리의 이론은 고전적 중력장과 양자 물질의 자기 일관성 있는 역학을 허용합니다."라고 언급했습니다. Phys.org에 매일 통찰력을 제공하는 10만 명 이상의 구독자 와 함께 과학, 기술, 우주 분야의 최신 소식을 알아보세요 . 무료 뉴스레터 에 가입하여 중요한 돌파구, 혁신, 연구에 대한 업데이트를 매일 또는 매주 받아보세요 . 이메일 아직 배심원단은 나오지 않았다 중력이 고전적이라는 것을 실험적으로 확인하면 우리의 물리 이론에 심오한 영향을 미칠 것입니다. "현재 중력은 양자적이어야 한다는 것은 자명한 사실로 여겨지지만, 그것이 정확히 무엇을 의미하는지는 아무도 모릅니다!" 크리힌의 말이다.
"양자화된 일반 상대성 이론 의 행동을 이해하고 양자 중력에 대한 완전한 이론을 구축하기 위해 엄청난 노력이 기울여졌으며 , 그 결과 현 이론이 부산물 중 하나로 구축되었습니다. 중력이 고전적이라는 것이 실험적으로 증명된다면, 우리는 세상에 대한 만족스러운 존재론적 그림을 찾기 위해 처음부터 시작해야 할 것입니다." 이 연구는 수십 년 동안 물리학자들을 괴롭혀 온 문제에 대해 새로운 관점을 제시하는 반면, 그들은 형식주의 개발 및 모델 구축부터 실험에 필요한 기술 시연까지 해결해야 할 많은 문제가 있음을 인정합니다. "실험적 관점에서 볼 때, 우리에게는 중력질량과 소음 차단, 그리고 측정 기술이 모두 필요하며, 이 모든 것이 결합되어 결정적인 실험에 필요한 민감도를 실현해야 합니다." 크리힌은 결론을 내렸습니다.
추가 정보: Serhii Kryhin et al, 고전적 중력의 양자 물질에 대한 구별 가능한 결과, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.061501 . arXiv 에서 : DOI: 10.48550/arxiv.2309.09105 저널 정보: Physical Review Letters , arXiv
https://phys.org/news/2025-03-distinguishing-classical-quantum-gravity-stochastic.html
메모 2503060259 소스1.분석중_【】
_[2】중력이 양자얽힘인 이유를 보기1.에서 개념증명으로 나타낸다. msbase.galaxy는 중력으로 묶인 질량값이다. 이들이 양자적인 qpeoms로 분해되어야 하는 것이 보기1.의 모습이다. 양자화된 질량은 얽힘이동의 순간이동을 키랄대칭 뿐 아니라 susqer 편심 순간얽힘 이동을 가능케 한다. 허허
보기1.Quantum gravity
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd|0000e0
000ac0|f00bde
0c0fab|000e0d
e00d0c|0b0fa0
f000e0|b0dac0
d0f000|cae0b0
0b000f|0ead0c
0deb00|ac000f
ced0ba|00f000
a0b00e|0dc0f0
0ace00|df000b
0f00d0|e0bc0a
2-1.)
통찰력은 중력이 고전적이라면 환원 불가능한 확률적 변동을 보여야 한다는 것이다. 이러한 변동은 필수적이며, 이러한 변동이 없다면 발생할 근본적인 불일치에서 비롯된다. 중력의 결정론적 특성(고전적이기 때문)은 양자 역학의 원리를 위반할 것이다.
보기2.msbase4.galaxy.vix.a(blackhole)
04110613
14051203
15080902
01100716
그런데 보기2. msbase.galaxy에서 그러한 불가능한 변동은 일어나지 않는다. 블랙홀 vix.a 한개가 존재하는 중력이 지배하는 은하의 고유 샘플이다. 초기우주의 은하로 볼 수도 있고 모든 거시중력 은하에 근간을 이룬 모습이다. 거시중력 질량이동으로 672개의 은하로 변신한다. 어허.
질량은 크든작든 순간이동이 가능하다. 이는 행성이나 별이나 은하 역시도 마찬가지로 nk.mass를 가지면 양자중력화된 보기1.처럼 보기2. 거시중력도 순간이동 얽힘의 대칭성 궤도이동 및 susqer 편심 순간이동을 허용한다. 어허.
고로 중력은 양자적인 동시에 거시적인 현상임이 분명하다. 양자 질량의 중첩. 감소(bank)는 얽힘의 이동성(*)이나 국소점 희소성 원리(*)에 위배하지 않는다. 허허.
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