Januar 28, 2023

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Wissenschaftler machen ein Mini-Wurmloch, während Science-Fiction der Realität näher kommt

Wissenschaftler machen ein Mini-Wurmloch, während Science-Fiction der Realität näher kommt

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In Science-Fiction – denken Sie an Filme und Fernsehsendungen wie „Interstellar“ und „Star Trek“ – fungieren Wurmlöcher im Universum als Portale durch Raum und Zeit, damit Raumfahrzeuge mühelos unvorstellbare Entfernungen überwinden können. Wenn es nur so einfach wäre.

Wissenschaftler haben lange nach einem tieferen Verständnis von Wurmlöchern gesucht und scheinen nun Fortschritte zu machen. Forscher gaben am Mittwoch bekannt, dass sie zwei simulierte Mini-Schwarze Löcher – diese Himmelskörper, die so dicht mit Schwerkraft sind, dass nicht einmal Licht entweichen kann – in einen Quantencomputer manipuliert und eine Nachricht zwischen ihnen durch einen Tunnel in der Raumzeit übertragen haben.

Es war ein „Mini-Wurmloch“, sagte die Caltech-Physikerin Maria Spiropolou, Co-Autorin des in Nature veröffentlichten Artikels. Sie sagte, Wissenschaftler seien noch weit davon entfernt, Menschen oder andere Organismen durch dieses Portal schicken zu können.

„Experimentell ist es für mich sehr, sehr weit. Die Leute kommen auf mich zu und fragen: ‚Kannst du deinen Hund in ein Wurmloch stecken?‘ Also nein“, sagte Spiropolo Reportern während eines Video-Briefings. „Das ist ein riesiger Sprung.“

„Es gibt einen Unterschied zwischen etwas, das im Prinzip möglich ist, und etwas, das in der Praxis möglich ist“, fügte der Physiker und Co-Autor der Studie Joseph Leiken vom Fermilab, Amerikas Teilchenphysik- und Beschleunigerlabor, hinzu. „Halten Sie also nicht den Atem an, wenn Sie Ihren Hund durch ein Wurmloch schicken. Sie müssen irgendwo anfangen. Und ich finde es aufregend für mich, dass wir das überhaupt in die Hände bekommen können.“

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Die Forscher beobachteten die Wurmlochdynamik auf einem Quantengerät bei Alphabet bei Google namens Sycamore Quantum Processor.

Ein Wurmloch – ein Riss in Raum und Zeit – ist eine Brücke zwischen zwei entfernten Regionen des Universums. Wissenschaftler bezeichnen sie als Einstein-Rosen-Brücken nach den Physikern, die sie beschrieben haben – Albert Einstein und Nathan Rosen.

Diese Wurmlöcher stehen im Einklang mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, die sich auf die Schwerkraft konzentriert, eine der fundamentalen Kräfte im Universum. Der Physiker John Wheeler prägte den Begriff „Wurmloch“ in den 1950er Jahren.

Laut Spiropulu haben die Forscher ein Quantensystem gefunden, das die Schlüsseleigenschaften eines Gravitationswurmlochs aufweist, aber klein genug ist, um auf aktuelle Quantengeräte anwendbar zu sein.

„Es sieht aus wie eine Ente, es geht wie eine Ente, es kreischt wie eine Ente. Das können wir an dieser Stelle sagen – dass wir etwas haben, das in Bezug auf die Eigenschaften, die wir uns ansehen, wie ein Wurmloch aussieht, “, sagte Lyken.

Die Forscher sagten, dass bei dem Experiment keine Brüche in Raum und Zeit im physischen Raum erzeugt wurden, obwohl ein Wurmloch auf der Grundlage von Quanteninformationen, die mithilfe von Quantencodes auf einem Quantenprozessor teleportiert wurden, durchquerbar zu sein schien.

„Diese Ideen gibt es schon seit langer Zeit und sie sind sehr starke Ideen“, sagte Laiken.

„Aber letztendlich sind wir in der experimentellen Wissenschaft und haben jetzt sehr lange damit gekämpft, diese Ideen im Labor zu untersuchen. Und das ist das wirklich Aufregende daran. Es ist nicht nur ‚Okay, Wurmlöcher sind cool.‘ Dies ist eine Art, sich tatsächlich mit diesen sehr grundlegenden Problemen in einer Laborumgebung zu befassen.“

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