¿Y si todo lo que nos rodea fuera un holograma?

 

¿Y si todo lo que nos rodea fuera solo un… holograma?

El hecho es que podría serlo, y un físico de la Universidad de Michigan usa la computación cuántica y aprendizaje automático para comprender mejor la idea, llamada dualidad holográfica.

La dualidad holográfica es una conjetura matemática que conecta las teorías de las partículas y sus interacciones con la teoría de la gravedad. Esta conjetura sugiere que la teoría de la gravedad y la teoría de las partículas son matemáticamente equivalentes: lo que sucede matemáticamente en la teoría de la gravedad sucede en la teoría de las partículas, y viceversa.

Ambas teorías describen diferentes dimensiones, pero el número de dimensiones que describen difiere en uno. Entonces, dentro de la forma de un agujero negro, por ejemplo, la gravedad existe en tres dimensiones, mientras que una teoría de partículas existe en dos dimensiones, en su superficie: un disco plano.

Para visualizar esto, piense nuevamente en el agujero negro, que deforma el espacio-tiempo debido a su inmensa masa. La gravedad del agujero negro, que existe en tres dimensiones, se conecta matemáticamente con las partículas que bailan sobre él, en dos dimensiones. Por lo tanto, existe un agujero negro en un espacio tridimensional, pero lo vemos como proyectado a través de partículas.

Algunos científicos teorizan que todo nuestro universo es una proyección holográfica de partículas, y esto podría conducir a una teoría cuántica consistente de la gravedad.

“En la teoría de la relatividad general de Einstein, no hay partículas, solo hay espacio-tiempo. Y en el modelo estándar de física de partículas, no hay gravedad, solo hay partículas”, dijo Enrico Rinaldi, científico investigador del Departamento de Física de la U-M. "Conectar las dos teorías diferentes es un problema de larga data en física, algo que la gente ha estado tratando de hacer desde el siglo pasado".

En un estudio publicado en la revista PRX Quantum, Rinaldi y sus coautores examinan cómo probar la dualidad holográfica utilizando la computación cuántica y el aprendizaje profundo para encontrar el estado de energía más bajo de problemas matemáticos llamados modelos de matriz cuántica.

Estos modelos de matriz cuántica son representaciones de la teoría de partículas. Debido a que la dualidad holográfica sugiere que lo que sucede, matemáticamente, en un sistema que representa la teoría de partículas afectará de manera similar a un sistema que representa la gravedad, resolver tal modelo de matriz cuántica podría revelar información sobre la gravedad.

Para el estudio, Rinaldi y su equipo utilizaron dos modelos de matriz lo suficientemente simples como para resolverlos con métodos tradicionales, pero que tienen todas las características de los modelos de matriz más complicados que se utilizan para describir agujeros negros a través de la dualidad holográfica.

"Esperamos que al comprender las propiedades de esta teoría de partículas a través de los experimentos numéricos, entendamos algo sobre la gravedad", dijo Rinaldi, quien tiene su sede en Tokio y está alojado en el Laboratorio de Física Cuántica Teórica en el Grupo de Investigación Pionera en RIKEN, Wako. . “Desafortunadamente, todavía no es fácil resolver las teorías de partículas. Y ahí es donde las computadoras pueden ayudarnos”.

Estos modelos de matriz son bloques de números que representan objetos en la teoría de cuerdas, que es un marco en el que las partículas en la teoría de partículas están representadas por cuerdas unidimensionales. Cuando los investigadores resuelven modelos de matriz como estos, están tratando de encontrar la configuración específica de partículas en el sistema que representan el estado de energía más bajo del sistema, llamado estado fundamental. En el estado fundamental, nada le sucede al sistema a menos que le agregues algo que lo perturbe.

https://www.elpalco.com.sv/que-hay-dentro-de-un-agujero-negro-fisico-investiga-dualidad-holografica-con-computacion-cuantica-para-averiguarlo/