క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని దాటి ఆలోచించడానికి కొత్త ప్రయత్నం

క్వాంటం మెకానిక్స్ విజ్ఞాన శాస్త్రంలోని అత్యంత విజయవంతమైన సిద్ధాంతాల్లో ఒకటి అయినప్పటికీ, అది అసంపూర్ణమని భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చాలా కాలంగా తెలుసు. అది సూక్ష్మస్థాయి ప్రపంచాన్ని అత్యంత ఖచ్చితంగా వివరిస్తుంది, కానీ గురుత్వాకర్షణ మరియు విశ్వంలోని అతిపెద్ద నిర్మాణాల ముందు చిక్కుల్లో పడుతుంది. ఆ ఉద్రిక్తతే so-called post-quantum theories మీద కొత్త పనిని గమనించదగ్గదిగా చేస్తుంది.

New Scientist నివేదిక ప్రకారం, National Institute for Research in Digital Science and Technology కి చెందిన James Hefford మరియు Paris-Saclay University కి చెందిన Matt Wilson ఒక సాధ్యమైన post-quantum ప్రపంచానికి గణిత రూపరేఖను అభివృద్ధి చేశారు. వారి framework, QBox theory, ను క్వాంటం మెకానిక్స్‌కు పూర్తిస్థాయి ప్రత్యామ్నాయంగా కాకుండా, వాస్తవికతలో మరింత లోతైన పొర ఎలా ఉండవచ్చో ఆలోచించడానికి ఒక మోడల్‌గా చూపించారు.

ఈ ఆలోచన ఎంతో ఆశావహమైనది, ఎందుకంటే ఇది భౌతిక శాస్త్రంలోని అత్యంత కఠినమైన భావనాత్మక సమస్యల్లో ఒకదాన్ని తాకుతుంది: క్వాంటం సిద్ధాంతం చివరి పొర కాకపోతే, మరింత ప్రాథమికమైన సిద్ధాంతం దాని నుండి ఎలా ఉద్భవిస్తుంది?

సాంప్రదాయ భౌతిక శాస్త్రంతో పోలిక

పరిశోధకులు సాంప్రదాయ ప్రపంచం మరియు క్వాంటం ప్రపంచం మధ్య ఉన్న సంబంధం నుండి ప్రేరణ పొందారు. రోజువారీ జీవితంలో మనకు superposition లాంటి స్పష్టమైన క్వాంటం విచిత్రత సాధారణ వస్తువుల్లో కనిపించదు. కారణం decoherence; అంటే పర్యావరణంతో పరస్పర చర్య చూసే లభ్యమైన క్వాంటం ప్రవర్తనను అణచివేసి, సాంప్రదాయ ప్రపంచాన్ని ఉద్భవింపజేసే ప్రక్రియ.

Hefford మరియు Wilson ఈ తర్కాన్ని మరొక స్థాయి దిగువకు తీసుకెళ్తున్నారు. వారు hyperdecoherence అనే సమానమైన ప్రక్రియను ప్రతిపాదిస్తున్నారు; అది సాధారణ క్వాంటం సిద్ధాంతం ఇంకా మరింత ప్రాథమికమైన post-quantum సిద్ధాంతం నుంచి ఉద్భవించడానికి అవకాశం ఇవ్వవచ్చు. అంటే, సాంప్రదాయ భౌతిక శాస్త్రాన్ని క్వాంటం ప్రవర్తన యొక్క పెద్ద-స్థాయి, decohered పరిమితిగా చూడగలిగినట్లే, క్వాంటం మెకానిక్స్ కూడా లోతైన ఆధారపు ఉపరితలంగా ఉద్భవించిన పరిమిత రూపం కావచ్చు.

ఇది ఆకర్షణీయమైన భావనాత్మక కదలిక, ఎందుకంటే ఇది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలకు ఇప్పటికే తెలిసిన నమూనాను నిలుపుతుంది: ఒక స్థాయిలో కనిపించే చట్టాలు, క్రింద ఉన్న మరింత విచిత్రమైన చట్టాల నుంచి ఉద్భవించవచ్చు.

Symptoms of early dementia reversed by bespoke treatment plans
More in Science

వ్యక్తిగత చికిత్స ప్రణాళికలు ప్రారంభ డిమెన్షియా అధ్యయనంలో మెరుగుదల చూపాయి

స్వల్ప జ్ఞాన లోపం లేదా ప్రారంభ డిమెన్షియా ఉన్న 73 మందిపై చేసిన అధ్యయనంలో, పోషక లోపాలు, ఇన్ఫెక్షన్లు, హార్మోన్ సమస్యలు, మరియు పర్యావరణ కారకాలను లక్ష్యంగా పెట్టిన వ్యక్తిగత ప్రణాళికల తర్వాత లక్షణాల్లో మెరుగుదల కనిపించింది.

Read article

మార్గంలో నిలిచిన సిద్ధాంతం

సమస్య ఏమిటంటే, ఈ ఆలోచన ఒక పెద్ద గణిత అడ్డంకిని ఎదుర్కొంది. New Scientist పేర్కొనినట్లుగా, 2018 నుంచి వచ్చిన ఒక theorem, క్వాంటం సిద్ధాంతాన్ని సరిగ్గా పునరుత్పత్తి చేసే, అర్థవంతమైన మరియు అంతర్గతంగా సుసంబద్ధమైన hyperdecoherence ప్రక్రియను నిర్మించడం అసాధ్యమని చూపినట్లుగా కనిపించింది.

ఆ పూర్వపు ఫలితం ముఖ్యమైనది, ఎందుకంటే అది post-quantum ఆలోచనల ఒక మొత్తం తరగతిని పరిమితం చేసింది. అంటే, classical emergence తో పోలిక ఒక స్థాయి దిగువన పనిచేయకపోవచ్చని అది సూచించింది. అలా అయితే, సిద్ధాంతకారులు మరింత లోతైన సిద్ధాంతం కోసం పూర్తిగా భిన్నమైన మార్గాన్ని వెతకాలి.

QBox గమనించదగ్గదిగా మారడానికి కారణం, Hefford మరియు Wilson ఆ అడ్డంకి ఉన్నప్పటికీ సమస్యలోకి ప్రవేశించే కొత్త మార్గాన్ని కనుగొన్నారని చెప్పడం. ఇచ్చిన పాఠ్యం పూర్తి సాంకేతిక విధానాన్ని అందించదు, కానీ ఈ మోడల్ చాలా మంది పరిశోధకులకు రూపకల్పన చేయడం కష్టమైన ఒక స్థలాన్ని మళ్లీ తెరిచిందని స్పష్టం చేస్తుంది.

భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు క్వాంటం సిద్ధాంతానికి మించి ఏదో కోసం ఎందుకు వెతుకుతూనే ఉన్నారు

ప్రేరణ సరళమైనది. క్వాంటం మెకానిక్స్ మరియు గురుత్వాకర్షణ రెండూ అనివార్యాలు, కానీ అవి ఇంకా quantum gravity యొక్క సంపూర్ణ సిద్ధాంతంలో సులభంగా సరిపోలలేదు. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ప్రతి ఫ్రేమ్‌వర్క్‌తో వారి తమ పరిధిలో చాలా లెక్కలు చేయగలిగినా, లోతైన ఏకీకరణ ఇంకా అనిర్వచితంగానే ఉంది.

ఈ అనిర్వచిత స్థితి క్వాంటం మెకానిక్స్ మౌలికమా లేదా ఉద్భవించిందా అనే ఊహకు చోటిచ్చుతుంది. అది ఉద్భవితం అయితే, నేడు తిరుగులేని క్వాంటం లాగా కనిపించే ఘటనలు, ఒక రోజు మరింత లోతైన నియమాల దృశ్య అవశేషాలుగా అర్థమయ్యే అవకాశం ఉంది.

ఇచ్చిన వ్యాసంలో Hefford చెప్పినట్లుగా, క్వాంటం సిద్ధాంతం మొత్తం విశ్వాన్ని వివరించదని, quantum gravity సిద్ధాంతం క్వాంటం సిద్ధాంతం కంటే ముందుకు వెళ్లాలని అన్నారు. అదే QBox ఉన్న శాస్త్రీయ సందర్భం.

Huge study reveals how Epstein-Barr virus may cause multiple sclerosis
More in Science

Epstein-Barr virus మరియు multiple sclerosis మధ్య ఉన్న సంబంధానికి మరింత స్పష్టమైన యాంత్రికతను పెద్ద మానవ అధ్యయనం చూపింది

6,17,000 మందికిపైగా వ్యక్తులపై చేసిన ఒక అధ్యయనం, Epstein-Barr virus రోగనిరోధక కణాల ప్రవర్తనను మార్చి, ప్రమాదంతో సంబంధం ఉన్న జనులను సక్రియం చేసి multiple sclerosis‌ను ప్రేరేపించడంలో సహాయపడుతుందని పెరుగుతున్న వాదనకు యాంత్రిక వివరాలను జోడించింది.

Read article

సిద్ధాంతపు రూపరేఖ, పూర్తి ప్రపంచదృక్కోణం కాదు

ఇక్కడ జాగ్రత్తగా ఉండటం ముఖ్యం. వ్యాసం QBox ను ఒక సాధ్యమైన post-quantum ప్రపంచానికి గణిత రూపరేఖగా వర్ణిస్తుంది. అది వాస్తవికతలో మరింత లోతైన పొర కనుగొనబడిందని అర్థం కాదు. ఇచ్చిన పాఠ్యం ప్రయోగాత్మక నిర్ధారణను కూడా చెప్పదు.

దానికి బదులుగా, దీని ప్రాధాన్యం భావనాత్మకమూ గణితపరమైనదీ. post-quantum పొర ఎలా నిర్మితమవవచ్చో, అదే సమయంలో పరిచిత క్వాంటం సిద్ధాంతం ఎలా ఉద్భవించవచ్చో ఒక ఫార్మల్ చిత్రం ఈ పని అందిస్తోంది. మౌలిక భౌతిక శాస్త్రంలో, అది కూడా అర్థవంతమైన ఫలితమే, ఎందుకంటే ఇది పరిశోధకులు పరిశీలించగల మోడళ్ల పరిధిని విస్తరించుతుంది.

QBox అనే పేరు కూడా ఇది ఒక framework అని సూచిస్తుంది; పూర్తి interpretive doctrine కాదు. ఇప్పటికైతే, coherent post-quantum structure కోసం అన్వేషణ ఇంకా సజీవంగానే ఉందని, ముందు కొన్ని పనులు సూచించినదానికంటే అది గణితపరంగా తక్కువగా అడ్డుకట్టపడివుండొచ్చని చూపించడంలో దీని విలువ ఉంది.

ఈ ఆలోచన ఎందుకు అంత కలవరపెడుతుంది

క్వాంటం సిద్ధాంతం ఇప్పటికే సాధారణ అంతరంగికతను ఉల్లంఘించడంలో ప్రసిద్ధి చెందింది. ఇది superposition, tunneling, uncertainty, మరియు nonclassical correlations ను అనుమతిస్తుంది, ఇవి ఒకప్పుడు అసాధ్యంగా అనిపించాయి. కాబట్టి ఒక విజయవంతమైన post-quantum సిద్ధాంతం సాధారణ sense ను తిరిగి తీసుకురాదు. వాస్తవానికి, అది వాస్తవికతను మరింత విచిత్రంగా చేయవచ్చు.

అది New Scientist framing ఎందుకు ఆకర్షణీయమో చెప్పే భాగం. ఇక్కడ విషయం క్వాంటం మెకానిక్స్‌కు చక్కని సవరణ కాదు, దాని కంటే లోతైన ఒక framework, దాని నుంచి క్వాంటం విచిత్రత తానే సరళీకృత ఉపరితల phenomenon గా ఉద్భవించేది.

అలాంటి అవకాశం తాత్వికంగా కలవరపెట్టేది. మనుషులు ప్రస్తుతం ప్రకృతి యొక్క లోతైన నిర్మాణంగా భావిస్తున్నది తాత్కాలికమే కావచ్చని దీని అర్థం, classical mechanics క్వాంటం విప్లవానికి ముందు ఎలా provisional గా ఉండేదో అలాగే.

తర్వాత ఏమిటి

ఇచ్చిన నివేదిక వెంటనే జరిగే ప్రయోగాత్మక పరీక్షలను వివరించదు, అది సహజమే. ఈ స్థాయి theoretical physics ఆలోచనలు సాధారణంగా అంతర్గత సుసంబద్ధత తనిఖీలు, ఉన్న framework లతో పోలిక, మరియు క్రమంగా మెరుగుదల ద్వారా పరిపక్వమవుతాయి, అవి కొలిచేలా ఉన్న అంచనాలకు అనుసంధానమయ్యే ముందు.

అయినా QBox theory ముఖ్యం, ఎందుకంటే మౌలిక భౌతిక శాస్త్రం కొత్త డేటాతో మాత్రమే కాక, మెరుగైన భావనాత్మక నిర్మాణాలతో కూడా ముందుకు సాగుతుంది. మరింత లోతైన సిద్ధాంతం నుంచి క్వాంటం మెకానిక్స్‌కు చేరే ఒక సాధ్యమైన మార్గాన్ని చూపే మోడల్, quantum gravity సమస్యను పరిశోధకులు ఎలా frame చేస్తారో, మరియు తరువాత ఏ గణితాలను ప్రయత్నిస్తారో ప్రభావితం చేయగలదు.

ఆ అర్థంలో QBox విలువ అది పజిల్‌ను పరిష్కరించిందన్నది కాదు. అది పజిల్ ఇంకా ఉత్పాదకంగా తెరిచి ఉందని సూచించడమే. క్వాంటం మెకానిక్స్ ఇంకా సూక్ష్మ ప్రపంచానికి మనకు ఉన్న ఉత్తమ మార్గదర్శిగా ఉండొచ్చు, కానీ ఇలాంటి పని అది చివరి మాట కాదనే అవకాశాన్ని సజీవంగా ఉంచుతుంది. అది నిజమైతే, వాస్తవికత క్వాంటం భౌతిక శాస్త్రం కూడా మనకు సిద్ధం చేసిన దానికంటే మరింత విచిత్రంగా ఉండొచ్చు.

ఈ వ్యాసం New Scientist రిపోర్టింగ్‌పై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.

Originally published on newscientist.com