Πλατύεδρο εναντίον Χωροχρόνου

Tα τελευταία χρόνια, μια ομάδα φυσικών και μαθηματικών μελετά ένα γεωμετρικό αντικείμενο που ονομάζεται amplituhedron (πλατύεδρο) που έχει ως στόχο να απλοποιήσει σημαντικά τους υπολογισμούς των αλληλεπιδράσεων των σωματιδίων. Είναι μια ιδέα που εισήχθη πριν από περίπου 10 χρόνια από τον Nima Arkani-Hamed.

Οι φυσικοί που αυτοαποκαλούνται “amplitudeologists (πλατολόγοι)”, επιδιώκουν να στρέψουν τους προβολείς στα ίδια τα σωματίδια, αφού σύμφωνα με τον Nima Arkani-Hamed «τα σωματίδια είναι αυτό που μετράμε στους ανιχνευτές» . Οι πλατολόγοι υποστηρίζουν ότι η κβαντική θεωρία πεδίου, η τρέχουσα γλώσσα της σωματιδιακής φυσικής, «μας μιλάει πολύ περίπλοκα». Οι φυσικοί χρησιμοποιούν την κβαντική θεωρία πεδίου για να υπολογίσουν τους βασικούς τύπους που ονομάζονται πλάτη σκέδασης, που ανήκουν στα βασικότερα υπολογιστικά χαρακτηριστικά της πραγματικότητας. Όταν τα σωματίδια συγκρούονται, τα πλάτη δείχνουν πώς σκεδάζονται ή μορφοποιούνται τα σωματίδια. Οι αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων φτιάχνουν τον κόσμο, οπότε ο τρόπος με τον οποίο οι φυσικοί ελέγχουν την περιγραφή τους για τον κόσμο, είναι να συγκρίνουν τους τύπους πλάτους σκέδασης με τα αποτελέσματα των συγκρούσεων των σωματιδίων σε επιταχυντές όπως ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων.

Απλοποίηση υπολογισμών

Εκ πρώτης όψεως, το πλατύεδρο είναι ένας τρόπος για να απλοποιηθούν οι υπολογισμοί στη σωματιδιακή φυσική. O τωρινοί υπολογισμοί βασίζονται στο Καθιερωμένο Πρότυπο των στοιχειωδών σωματιδίων, που μαθηματικά είναι στην ουσία η κβαντική θεωρία πεδίου. Είναι η αποδεκτή θεωρία που περιγράφει τι συμβαίνει όταν δύο σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Στον φορμαλισμό που χρησιμοποιείται, το να καταλάβουμε τι συμβαίνει όταν δύο σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους, π.χ. στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), απαιτείται η επίλυση πολλών ολοκληρωμάτων. Και όταν λέμε πολλά, εννοούμε δεκάδες χιλιάδες ολοκληρώματα ή και περισσότερα. Δεν υπάρχει συγκεκριμένος αριθμός, γιατί όσο μεγαλύτερη ακριβεια απαιτούμε στην θεωρητική μας πρόβλεψη, τόσο περισσότερα ολοκληρώματα πρέπει να υπολογίσουμε. Τα διαγράμματα Feynman σχηματοποιούν όλα αυτά τα ολοκληρώματα.

Το πλατύεδρο είναι ένας καλύτερος τρόπος για να υπολογίσουμε όλα αυτά τα διαγράμματα Feynman. Συλλέγοντας πολλά από αυτά, μερικές φορές χιλιάδες, περιγράφονται μαζί ως ένα πολύγωνο σε έναν χώρο υψηλότερων διαστάσεων. Από αυτό το πολύγωνο μπορούν να υπολογιστούν τα πλάτη από τα οποία υπολογίζεται η πιθανότητα των αποτελεσμάτων της μέτρησης. Έτσι από ένα πολύγωνο ή καλύτερα ένα πολύεδρο, γίνεται ο υπολογισμός των πλατών, εξού και ο όρος πλατύεδρο.

Τελευταία, διάφορα επιστημονικά περιοδικά και ιστοσελίδες υποστηρίζουν ότι η ύπαρξη του πλατυέδρου, σημαίνει ότι «ο χωροχρόνος είναι καταδικασμένος στην ανυπαρξία». Το σκεπτικό αυτού του ισχυρισμού είναι ότι τα πλατύεδρα δεν είναι αντικείμενα στον χωροχρόνο. «Ζουν» σε αφηρημένο χώρο υψηλότερων διαστάσεων. Όμως, εξακολουθούν να κωδικοποιούν ιδιότητες του χωροχρόνου, για παράδειγμα ότι οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων μπορούν να συμβούν μόνο όταν τα σωματίδια συναντώνται.

Στο βίντεο που ακολουθεί η φυσικός Sabine Hossenfelder, αφού αρχικά περιγράψει τι είναι το πλατύεδρο, στη συνέχεια μας εξηγεί γιατί θεωρεί ότι τα περί «εξαφάνισης του χωροχρόνου» είναι ανοησίες. Σε κάποιο σημείο λέει ότι και η κβαντομηχανική είναι μια θεωρία σε έναν χώρο Hilbert απεριόριστων διαστάσεων και όχι στον χωρόχρονο. Οπότε, αν ο χωροχρόνος είναι καταδικασμένος, είναι καταδικασμένος εδώ και πολύ καιρό, αλλά κανείς δεν νοιάστηκε!

ΠΗΓΗ: physicsgg.me