در جستجوی ماهیت ساختاری فضا-زمان!

دانشمندان هنوز هم به دنبال آزمودن پیوستگی فضا-زمان یا دانه دانه بودن آن هستند. آنها پرسشی را مطرح می کنند، آیا فضا زمان پیوسته است یا دانه دار؟ اگر پاسخ دوم، درست باشد منجر به انحرافی در نظریه نسبیت می شود.

به گزارش ایسنا، استفانو لیبراتی، فیزیکدان مرکز SISSA، با این منظور یک بازبینی نظام‌مند را از تمامی شیوه‌هایی انجام داده که دانشمندان از دهه ۱۹۹۰ به منظور آزمایش قوانین اینشتین در مورد «نسبیت خاص» تا بالاترین انرژی‌های قابل‌مشاهده استفاده کرده‌اند. این نوع آزمایش‌ها مهم هستند، زیرا انحراف از نسبیت خاص می‌تواند نشان دهد فضا-زمان پیوسته نبوده، بلکه دانه‌دار است.

همواره این پرسش در جامعه علمی مطرح بوده که آیا فضا-زمان پیوسته است یا این که از دانه‌های بسیار ریز (۱۰ به توان ۳۵- در «مقیاس پلانک») تشکیل شده است؟ در صورت صادق‌بودن دانه‌ای بودن فضا-زمان، دانشمندان تصور می‌کنند این امر منجر به انحرافاتی از نظریه نسبیت خاص می‌شود که بیش از ۱۰۰ سال پیش توسط آلبرت اینشتین فرمول‌بندی شد.

از دهه ۱۹۹۰، فیزیکدان‌ها شیوه‌های متعددی را برای آزمایش این انحرافات از استاندارد فیزیک طراحی کرده‌اند. این شیوه‌ها اغلب بر اساس پدیده‌های مرتبط با فیزیک نجومی انرژی بالا بوده‌اند. استفانو لیبراتی، عضو «تیم فیزیک نجوم‌ذره دانشکده بین‌المللی مطالعات پیشرفته» شهر تریست ایتالیا، اخیرا بازبینی نظام‌مندی را برای ارائه محدودیت‌هایی بر روی مدل‌های مختلف منتشر کرده که نقض نسبیت خاص را پیش‌بینی می‌کنند.

لیبراتی گفت: فیزیکدان‌ها همواره در خصوص ماهیت فضا-زمان شگفت‌زده بوده‌اند و ما همواره از خود پرسیده‌ایم که آیا فضا-زمان در تمامی مقیاس‌ها پیوسته است (درست همان گونه که آن را در تجربه روزانه‌مان درک می‌کنیم) یا این که در اندازه‌های بسیار کوچک، دانه‌های نامنظمی را ارائه می‌دهد که ما در تجربه مستقیم‌مان قادر به درک آن نیستیم؟ این دانشمند ادامه داد: تصور کنید از یک فاصله به قطعه‌ای سنگ مرمر نگاه می‌کنید. این قطعه سنگ احتمالا دارای بافت منسجمی به نظر می‌رسد. با این حال، با بررسی دقیق‌تر و با استفاده از یک میکروسکوپ‌ قدرتمند مشاهده می‌کنید که مرمر، متخلخل و نامنظم است.

لیبراتی همچنین خاطر نشان ساخت: فیزیکدان‌ها در تلاش برای انجام عملی مشابه با فضا-زمان هستند. آن‌ها همواره به دنبال مولفه‌ای بوده‌اند که به عنوان یک میکروسکوپ برای پی بردن به این موضوع عمل کند که آیا در مقیاس‌های بسیار کوچک «بی‌نظمی» وجود دارد؟ وی در مقاله خود، بازبینی نظام‌مندی از آزمایشات و مشاهداتی را انجام داده که می‌توان از آنها برای بررسی وجود این «بی‌نظمی‌ها» استفاده کرد. نسبیت خاص یکی از پایه‌های فیزیک مدرن است و تا جایی که مشاهدات کنونی اجازه می‌دهد، آزمودن اعتبار آن حائز اهمیت است.

جزئیات مقاله لیبراتی در مجله Classical and Quantum Gravity منتشر شد.

مطالعه بیشتر در : scitechdaily

نقل از بیگ بنگ

مرز بین ایمان و تجربه  

نامه سرگشاده به حضرت آیت الله هاشمی رفسنجانی

Tests of Lorentz invariance: a 2013 update

We present an updated review of Lorentz invariance tests in Effective field theories (EFT) in the matter as well as in the gravity sector. After a general discussion of the role of Lorentz invariance and a derivation of its transformations along the so called von Ignatovski theorem, we present the dynamical frameworks developed within local EFT and the available constraints on the parameters governing the Lorentz breaking effects. In the end, we discuss two specific examples, the OPERA "affaire" and the case of Ho\v{r}ava-Lifshitz gravity. The first case will serve as an example, and a caveat, of the practical application of the general techniques developed for constraining Lorentz invariance violation (LIV) to a direct observation potentially showing these effects. The second case will show how the application of the same techniques to a specific quantum gravity scenario has far fetching implications not foreseeable in a purely phenomenological EFT approach.

Full story

آخرین مقالات