Idea tentang "Teori Segala-galanya" menarik - bahawa kita entah bagaimana dapat menjelaskan semua itu. Tetapi sekarang, pasukan penyelidik yang diketuai oleh saintis dari Imperial College London secara tidak disangka-sangka mendapati bahawa teori rentetan itu juga seolah-olah meramalkan tingkah laku partikel kuantum yang terjerat. Oleh kerana ramalan ini dapat diuji di makmal, para penyelidik mengatakan bahawa mereka sekarang dapat menguji teori rentetan.
"Sekiranya eksperimen membuktikan bahawa ramalan kami mengenai keterikatan kuantum betul, ini akan menunjukkan bahawa teori rentetan 'berfungsi' untuk meramalkan tingkah laku sistem kuantum yang terjerat," kata Profesor Mike Duff, pengarang utama kajian ini.
Teori tali pada asalnya dikembangkan untuk menerangkan zarah dan daya asas yang membentuk alam semesta kita, dan telah menjadi pesaing kegemaran di kalangan ahli fizik untuk membolehkan kita menggabungkan apa yang kita ketahui tentang fizik zarah yang sangat kecil dengan pemahaman kita tentang yang sangat besar dari kajian kosmologi kami. Menggunakan teori untuk meramalkan bagaimana tingkah laku partikel kuantum yang terjerat memberikan peluang pertama untuk menguji teori rentetan dengan eksperimen.
Tetapi - sekurang-kurangnya buat masa ini - para saintis tidak akan dapat mengesahkan bahawa String Theory sebenarnya adalah kaedah untuk menjelaskan semua itu, sama ada ia benar-benar berfungsi.
"Ini tidak akan menjadi bukti bahawa teori tali adalah 'teori segalanya' yang tepat yang dicari oleh ahli kosmologi dan ahli fizik zarah," kata Duff. "Namun, itu akan sangat penting bagi ahli teori kerana akan menunjukkan sama ada teori rentetan berfungsi atau tidak, walaupun aplikasinya berada dalam bidang fizik yang tidak dijangka dan tidak berkaitan."
Teori tali adalah teori graviti, perpanjangan Relativiti Umum, dan tafsiran klasik bagi tali dan bran adalah bahawa mereka adalah getaran mekanikal kuantum, lubang hitam bermuatan yang panjang. Teori ini membuat hipotesis bahawa elektron dan quark dalam atom tidak 0- objek dimensi, tetapi rentetan 1 dimensi. Tali ini dapat bergerak dan bergetar, memberikan rasa, muatan, jisim dan putaran partikel yang diperhatikan. Tali membuat gelung tertutup kecuali jika mereka menemui permukaan, yang disebut D-brane, di mana mereka dapat membuka menjadi garis 1 dimensi. Titik akhir rentetan tidak dapat melepaskan D-brane, tetapi mereka boleh meluncur di atasnya.
Duff mengatakan bahawa dia sedang duduk dalam sebuah persidangan di Tasmania di mana seorang rakan sekerja menyampaikan formula matematik yang menggambarkan keterlibatan kuantum ketika dia menyedari sesuatu. "Saya tiba-tiba mengenali rumusnya seperti yang saya buat beberapa tahun sebelumnya ketika menggunakan teori rentetan untuk menggambarkan lubang hitam. Semasa saya kembali ke UK, saya memeriksa buku nota saya dan mengesahkan bahawa matematik dari kawasan yang sangat berbeza ini memang serupa. "
Duff dan rakan-rakannya menyedari bahawa deskripsi matematik mengenai pola keterikatan antara tiga qubit menyerupai keterangan matematik, dalam teori rentetan, dari kelas lubang hitam tertentu. Oleh itu, dengan menggabungkan pengetahuan mereka tentang dua fenomena paling aneh di alam semesta, lubang hitam dan keterlibatan kuantum, mereka menyedari bahawa mereka dapat menggunakan teori rentetan untuk menghasilkan ramalan yang dapat diuji. Dengan menggunakan matematik teori rentetan yang menerangkan lubang hitam, mereka meramalkan corak ikatan yang akan berlaku apabila empat qubit terjerat antara satu sama lain. (Jawapan untuk masalah ini belum pernah dikira sebelumnya.) Walaupun secara teknis sulit dilakukan, pola keterikatan antara empat qubit yang terjerat dapat diukur di makmal dan ketepatan ramalan ini diuji.
Penemuan bahawa teori tali seolah-olah membuat ramalan mengenai keterikatan kuantum sama sekali tidak dijangka, tetapi kerana keterlibatan kuantum dapat diukur di makmal, itu bermaksud bahawa ada jalan - akhirnya - penyelidik dapat menguji ramalan berdasarkan teori rentetan.
Tetapi, kata Duff, tidak ada kaitan yang jelas untuk menjelaskan mengapa teori yang sedang dikembangkan untuk menggambarkan cara kerja asas semesta kita berguna untuk meramalkan tingkah laku sistem kuantum yang terjerat. "Ini mungkin memberitahu kita sesuatu yang sangat mendalam tentang dunia yang kita jalani, atau mungkin tidak lebih dari kebetulan yang unik", kata Duff. "Bagaimanapun, ia berguna."
Sumber: Imperial College London
